Trabajo de Tesis Para optar al grado de Máster en Ciencias del...
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Trabajo de Tesis Para optar al grado de Máster en Ciencias del Agua Título del Trabajo “Influencia de las características morfométricas en la erosión de la cuenca del Río Tamulasco y su efecto en el aporte de sedimentos al Embalse Cerrón Grande, El Salvador” Autor Licdo. José Luis Sierra Ortez Tutor: PhD. Heyddy Calderón Palma (IGG-CIGEO- UNAN-Managua). Asesor: MSc. Yader Santiago Caballero Arbizú (CIRA- UNAN-Managua). MSc. Oscar Armando Amaya Monterrosa (LABTOX- UES). Managua, 01 de abril del 2019.
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Trabajo de Tesis Para optar al grado de
Máster en Ciencias del Agua
Título del Trabajo
“Influencia de las características morfométricas en la erosión de la cuenca del Río Tamulasco y su efecto en el aporte de sedimentos
al Embalse Cerrón Grande, El Salvador”
Autor
Licdo. José Luis Sierra Ortez
Tutor: PhD. Heyddy Calderón Palma (IGG-CIGEO- UNAN-Managua).
Asesor: MSc. Yader Santiago Caballero Arbizú (CIRA- UNAN-Managua).
MSc. Oscar Armando Amaya Monterrosa (LABTOX- UES).
Managua, 01 de abril del 2019.
II
Trabajo de Tesis Para optar al grado de
Máster en Ciencias del Agua
Título del Trabajo
“Influencia de las características morfométricas en la erosión de la cuenca del Río Tamulasco y su efecto en el aporte de sedimentos
al Embalse Cerrón Grande, El Salvador”
Autor
Licdo. José Luis Sierra Ortez
Tutor: PhD. Heyddy Calderón Palma (IGG-CIGEO- UNAN-Managua).
Asesor: MSc. Yader Santiago Caballero Arbizú (CIRA- UNAN-Managua).
MSc. Oscar Armando Amaya Monterrosa (LABTOX- UES).
Managua, 01 de abril del 2019.
.
V
DEDICATORIA
“La paciencia es un árbol de raíz amarga, pero de frutos muy dulces”
Tras mucho tiempo de esfuerzos y sacrificios, final y felizmente se ha concluido este trabajo de
investigación, el cual dedico a Dios todopoderoso y a mi familia, los pilares fundamentales de
mi vida; mi madre, mi esposa, mis hermanos, abuelos, tíos, primos y sobrinos, ese grupo de
personas que siempre están dispuestos a caminar de nuestra mano, aún en las caídas, nunca se
apartan de nuestro lado, demostrando que el amor es real, existe, por ello, la familia, al igual
que la satisfacción de un esfuerzo total y de un trabajo bien hecho en cada uno nuestros
emprendimientos, es para siempre y nos llena de orgullo y ganas de seguir adelante en este viaje
tan lleno de contrastes que llamamos vida.
VI
AGRADECIMIENTOS
Al Servicio Alemán de Intercambio Académico (DAAD), por la oportunidad brindada al
financiar los estudios de maestría en la región centroamericana y favorecer a muchos otros
estudiantes como yo.
A la Universidad de El Salvador (UES), quien a través del Laboratorio de Toxinas Marinas
(LABTOX) apoyó esta investigación desde sus inicios y permitió el análisis de muestras.
A la Comisión Ejecutiva Hidroeléctrica del Río Lempa (CEL), por brindar apoyo en toda la
fase de campo de esta investigación, así como información necesaria para la realización de la
misma.
Al Centro Nacional de Tecnología Agropecuaria y Forestal “Enrique Álvarez Córdova”
(CENTA), por el apoyo técnico y acompañamiento en el desarrollo de diferentes etapas de esta
investigación.
Al Centro para la Investigación en Recursos Acuáticos de Nicaragua (CIRA/ UNAN-
Managua), por brindarme la oportunidad de cursar esta maestría y por acompañarnos con una
excelente planta docente y aun mejores seres humanos, gracias por todo hermanos
nicaragüenses.
VII
AGRADECIMIENTOS.
A Dios todo poderoso por permitirme concluir con esta nueva etapa de mi vida profesional y
nunca abandonarme en esta carrera llamada vida.
A mi familia, por ser después de Dios mi apoyo incondicional y mi fuerza en los momentos de
mayor necesidad.
A mi esposa, por su amor, paciencia, comprensión y apoyo, contra todo, pero juntos.
Al Ing. Rodolfo Cáceres, por creer en la importancia de esta investigación y brindar todo su
apoyo para que llegara a buen término.
Al Licdo. Oscar Amaya Monterrosa por su apoyo, comprensión y motivación a finalizar esta
investigación.
Al Sr. Edwin Aguilar, por haber sudado la camisa a mi lado en las largas jornadas de campo,
gracias.
A la PhD. Heyddy Calderón, por su tiempo, apoyo y acompañamiento brindado a lo largo de
esta investigación.
Al Máster Yader Caballero por su apoyo como asesor de esta investigación.
A la Universidad Centroamericana “José Simeón Cañas” (UCA) por apoyarme en la
finalización de mi trabajo de grado.
A los motoristas, personal de campo, laboratorio y demás instancias de CEL y CENTA, quienes
desinteresadamente brindaron sus conocimientos, consejos y tiempo para la realización de esta
investigación.
VIII
ÍNDICE GENERAL
DEDICATORIA ........................................................................................................................ V
AGRADECIMIENTOS ............................................................................................................ VI
AGRADECIMIENTOS. ......................................................................................................... VII
ÍNDICE DE FIGURAS ............................................................................................................ XI
ÍNDICE DE TABLAS ............................................................................................................ XII
ABREVIATURAS. ............................................................................................................... XIII
RESUMEN ............................................................................................................................ XIV
1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 15
2 ÁREA DE ESTUDIO. ...................................................................................................... 17
2.1 Ubicación y división político administrativa. ............................................................ 17
2.2 Clima. ......................................................................................................................... 18
2.3 Geología. .................................................................................................................... 18
2.4 Uso de suelo. .............................................................................................................. 19
3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. ........................................................................ 20
4 OBJETIVOS. .................................................................................................................... 22
4.1 Objetivo general. ........................................................................................................ 22
4.2 Objetivos específicos. ................................................................................................ 22
5 JUSTIFICACIÓN. ............................................................................................................ 23
6 MARCO TEÓRICO. ........................................................................................................ 25
6.1 El suelo y su degradación. ......................................................................................... 25
6.2 La erosión del suelo. .................................................................................................. 25
6.3 Erosión hídrica ........................................................................................................... 26
6.3.1 Erosión por salpicadura y erosión laminar ......................................................... 27
6.3.2 Erosión por surcos o en regueros ........................................................................ 27
6.3.3 Erosión en barrancos o cárcavas ......................................................................... 27
6.4 Factores que afectan la erosión .................................................................................. 27
IX
6.4.1 Clima. ................................................................................................................. 28
6.4.2 Cobertura vegetal. ............................................................................................... 28
6.4.3 Tipos de suelo ..................................................................................................... 29
6.4.4 Uso de suelo ....................................................................................................... 30
6.4.5 Topografía .......................................................................................................... 30
6.5 Erosión en cuencas hidrográficas............................................................................... 30
6.5.1 Morfometría y erosión ........................................................................................ 31
6.5.2 Transporte de sedimentos en la cuenca. ............................................................. 32
6.6 Estimación de la erosión. ........................................................................................... 32
6.6.1 Ecuación Universal de Pérdida de Suelo. ........................................................... 33
6.6.2 Radionúclidos como trazadores ambientales. ..................................................... 35
7 METODOLOGÍA ............................................................................................................. 36
7.1 Generalidades ............................................................................................................. 36
7.2 Análisis morfométrico ............................................................................................... 36
7.2.1 Parámetros de forma ........................................................................................... 36
7.2.2 Coeficiente de Gravelius (Ic):............................................................................. 36
7.2.3 Parámetros del relieve. ....................................................................................... 38
7.3 Selección y ubicación de los sitios de muestreo. ....................................................... 40
7.4 Estimación de la pérdida de suelo. ............................................................................. 41
7.4.1 Metodología USLE. ............................................................................................ 41
7.4.2 Método del Cesio 137 (137Cs) ............................................................................. 43
7.4.3 Carga de Sedimentos .......................................................................................... 44
8 RESULTADOS Y DISCUSIÓN. ..................................................................................... 46
8.1 Análisis morfométrico. .............................................................................................. 46
8.1.1 Generalidades. .................................................................................................... 46
8.1.2 Suelos. ................................................................................................................ 47
8.1.3 Morfometría ........................................................................................................ 47
8.1.4 Relieve. ............................................................................................................... 49
X
8.1.5 Índice de Posición Topográfica. ......................................................................... 49
8.2 Estimación de la pérdida de suelo. ............................................................................. 54
8.2.1 Ecuación Universal de Pérdida de Suelo (USLE). ............................................. 54
8.2.2 Metodología del Radionúclido 137Cs. ................................................................. 59
8.3 Carga de sedimentos .................................................................................................. 61
9 CONCLUSIONES ............................................................................................................ 62
10 RECOMENDACIONES .................................................................................................. 64
11 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. ............................................................................ 65
12 ANEXOS. ......................................................................................................................... 72
Anexo 1: Fotografías ............................................................................................................ 72
Anexo 2. Ejemplo de formato utilizado para pruebas de infiltración. .................................. 78
Anexo 3. Análisis de lluvia................................................................................................... 79
Anexo 4. Cálculos utilizados en la elaboración del ráster del factor K ................................ 80
Anexo 5 “Propuesta de especies forestales para la reforestación de la cuenca alta del río
Tamulasco, Chalatenango”. .................................................................................................. 82
XI
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Ubicación del área de estudio. Fuente: Elaboración propia con base en cartografía de
CENTA. .................................................................................................................................... 17
Figura 2. Mapa de Usos de Suelo, Cuenca del río Tamulasco. Fuente: Elaboración propia con
base en cartografía de CENTA ................................................................................................. 19
Figura 3. Esquema del Análisis de vecinos circular para el cálculo del TPI. Fuente: Jenness,
2006. ......................................................................................................................................... 39
Figura 4. Ubicación de los sitios de muestreo. Fuente: Elaboración propia con base en
cartografía de CENTA .............................................................................................................. 40
Figura 5. Diseño y dimensión de las trampas de sedimento. ................................................... 44
Figura 6. División de la cuenca del río Tamulasco. ................................................................ 46
Figura 7. Curva hipsométrica y gráfica de frecuencias altitudinales de la cuenca del río
Tamulasco ................................................................................................................................. 49
Figura 8. Comparativa de dos escalas de TPI para la cuenca del río Tamulasco. ................... 50
Figura 9. Clasificación de las formas del relieve de la cuenca del río Tamulasco ................ 51
Figura 10. Perfil longitudinal del río Tamulasco y poblados importantes. ............................. 52
Figura 11. Cauce del río Tamulasco, parte alta. ...................................................................... 52
Figura 12. Comparativa entre el ancho del cauce. A) Cauce del río Tamulasco, parte alta;1-
cauce encañonado, 2- anchura reducida, 3- lecho con rocas de gran tamaño B) Cauce del río
Tamulasco, parte media. 1- disminución en la altura del márgen, 2- aumenta el ancho del río,
3- el tamaño de las rocas del lecho disminuye. ........................................................................ 53
Figura 13. Factor R, erodabilidad de la lluvia. ........................................................................ 54
Figura 14. Factor K, erodibilidad del suelo. ............................................................................ 55
Figura 15. FactorLS, longitud y grado de la pendiente. .......................................................... 56
Figura 16. Factor LS (Longitud y grado de la pendiente). ...................................................... 57
Figura 17. Factor A, Pérdida de suelo en Ton/ha/año según el modelo USLE. ...................... 58
Figura 18. Detalle de los sitios de muestreo del 137Cs. ............................................................ 59
XII
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. División político administrativa del área de la cuenca ............................................... 17
Tabla 2. Clasificación de geoformas a partir del TPI ............................................................... 39
Tabla 3. Tipos, capacidades y uso de suelo de la cuenca del río Tamulasco. .......................... 47
Tabla 4. Parámetros morfométricos generales de la cuenca del río Tamulasco. ...................... 48
Tabla 7. Lluvia promedio anual (mm) ...................................................................................... 79
Tabla 8. Valores IMF ............................................................................................................... 79
Tabla 9. Valores de erosividad de lluvia (Factor R - USLE) ................................................... 79
Tabla 10. Parámetros de campo utilizados para el cálculo del Factor K .................................. 80
Tabla 11. Parámetros y valores K obtenidos a partir de la tabla 10 ......................................... 81
XIII
ABREVIATURAS.
ANP =
Área Natural Protegida
Bq =
Becquerel
CEL =
Comisión Ejecutiva Hidroeléctrica del Río Lempa
CENTA =
Centro Nacional de Tecnología Agropecuaria y Forestal
cm =
Centímetro
Cs =
Cesio
FAO =
Food and Agriculture Organization of the United Nations
h =
Hora
Ha =
Hectárea
IF =
Índice de Fournier
IFM =
Índice de Fournier Modificado
Km =
Kilometro
Km2 =
Kilómetro cuadrado
LABTOX =
Laboratorio de Toxinas Marinas
m2 =
Metro cuadrado
MAG =
Ministerio de Agricultura y Ganadería
MARN =
Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales
Mg =
Mega gramo (tonelada)
MJ =
Megajoule
mm =
Milímetro
msnm =
Metros sobre el nivel del mar
Ton =
Tonelada
TPI =
Topographic Position Index
UES =
Universidad de El Salvador
UNESCO =
United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization
USDA =
United States Department of Agriculture
USLE =
Universal Soil Loss Equation
XIV
RESUMEN
La erosión en cuencas hidrográficas es uno de los principales problemas que enfrenta el recurso
suelo a nivel mundial; acciones como la deforestación, la inadecuada implementación de
prácticas agrícolas y el cambio de uso de suelo contribuyen al agravamiento de este problema.
En El Salvador, la cuenca del río Tamulasco afronta estos y otros desafíos, y adquieren
relevancia debido a que dicha cuenca es uno de los principales afluentes del Embalse Cerrón
Grande, humedal de importancia ecológica y económica para el país y que actualmente enfrenta
graves problemas de eutroficación y asolvamiento. Tomando en cuenta estos aspectos se realizó
la presente investigación con el propósito de determinar el grado de la erosión hídrica que
actualmente sufre la cuenca, la influencia de la orográfica sobre este fenómeno y como esto se
traduce en aporte de sedimentos al embalse cerrón Grande. Inicialmente se realizó la
caracterizar morfológicamente el terreno de la cuenca para establecer la influencia que estas
características ejercen en los procesos de erosivos en la cuenca; se calculó la tasa de pérdida
de suelo en la cuenca mediante la implementación de dos metodologías de cuantificación
indirecta, la Ecuación Universal de Pérdida de Suelo (USLE) y la actividad del radionúclido
137Cs; así como también se determinó la producción de sedimentos, de fondo y suspendidos,
mediante metodologías convencionales de análisis de calidad de agua. Los análisis realizados
mostraron que la cuenca del río Tamulasco se ve influenciada en gran medida por las
condiciones de su pendiente más que por la forma misma de la cuenca, también se evidencio
que más del 8% del terreno de la cuenca posee tasas de erosión severas, superiores a las 200
Ton/Ha/año, siendo los factores más influyentes en esta condición la longitud y grado de la
pendiente, así como la cobertura del suelo. Por otro lado, fue evidente el aumento en la
producción de sedimentos registrados a la altura de la cuenca medio sucedidos durante la época
lluviosa, los cuales estiman un promedio de aporte al embalse de 659 Ton/día de sólidos
suspendidos y 21 Ton/año de sedimentos de fondo, durante la época lluviosa, estos últimos, son
los que quedarán directamente depositados en el vaso del embalse. Todos estos resultados
condujeron a la caracterización de la problemática de erosión en la cuenca y con ellos se
procedió a la elaboración de una propuesta de manejo de suelo a través de la reforestación con
especies nativas de árboles para mitigar la pérdida de suelo por erosión hídrica en la cuenca del
río Tamulasco y reducir así la cantidad de sedimentos que posteriormente llegaran a depositarse
el Embalse Cerrón Grande.
Palabras Clave: USLE, Erosión, Sedimentos, Cesio 137.
15
1 INTRODUCCIÓN
A nivel mundial, se estima que un 33% de los suelos sufren de erosión (FAO - GTIS, 2015),
este fenómeno producto de la degradación antrópica de los suelos, representa pérdidas
millonarias para la agricultura a nivel global, además de representar un grave peligro para el
equilibrio ecológico en diversas regiones del mundo. El Salvador no es ajeno a esta
problemática, ya que, según estimaciones del Ministerio del Medio Ambiente y Recursos
Naturales (MARN), en 40 de los 262 municipios de la república se sufren graves problemas
relacionados con la erosión, lo cual se debe principalmente al establecimiento de cultivos
agrícolas sin ningún tipo de obras de conservación de suelos (MARN, 2002).
El río Tamulasco es uno de los afluentes más importantes del Embalse Cerrón Grande, un
cuerpo de agua de origen artificial de 135 km2 propiedad de la Comisión Ejecutiva
Hidroeléctrica del Río Lempa (CEL), una entidad autónoma del gobierno central que en 1999
realizó el primer y único estudio global de sedimentación de la cuenca del río Lempa, con el
propósito de estimar la vida útil de los embalses propiedad de dicha entidad, ubicados dentro
de la cuenca. En ese entonces, el río Tamulasco formó parte de dicho estudio, por lo que 16
años después la CEL, en el marco de su proyecto Vida, desea identificar cómo ha evolucionado
la problemática de la pérdida de suelo en esta cuenca y ejecutar medidas de conservación que
disminuyan el aporte de sedimentos que ésta pueda generar hacia el embalse.
Para la evaluación del estado actual de los procesos erosivos en la cuenca del río Tamulasco se
realizó una investigación de tipo descriptiva de corte longitudinal, la cual estuvo dividida en 3
etapas; la caracterización morfométrica de la cuenca, la estimación de la pérdida de suelo, la
cual se evaluó a través de 2 métodos cuantitativos indirectos, la ecuación universal de pérdida
de suelo y la técnica nuclear del 137Cs; finalmente se determinó la carga de sedimentos
producidos por la cuenca durante el período lluvioso del año 2016.
De las diversas etapas de análisis se obtuvo que la respuesta de la cuenca a la concentración de
lluvia es rápida (20.47 min), debido principalmente a su sistema de pendientes y no a su factor
de forma, esto contribuye a la formación de crecidas, las cuales pueden representar problemas
de inundación para las zonas de la cuenca baja. La erosión hídrica de la cuenca evaluada por el
modelamiento USLE indica que en más del 47% del área la cuenca posee un grado severo de
erosión (>200 Ton/ha/año), el cual coincide, en la mayoría de los casos con el uso de suelo
destinado al cultivo de pasto y de granos básicos.
16
La técnica nuclear del 137Cs indica valores de erosión entre las 18 y las 84.7 Ton/ha/año, los
cuales se encuentran dentro del rango de valores obtenidos por el modelamiento USLE.
Finalmente, la evaluación de la carga sedimentaria proporcionó como resultado un movimiento
promedio de 2.41x105 Ton/año, en el punto “puente Tamulasco”. Todas estas estimaciones nos
indican una pérdida significativa de suelo en la cuenca producto de la depredación desmedida
del parque forestal de la cuenca alta del río Tamulasco asociada con malas prácticas agrícolas
y un progresivo cambio en el uso de suelo.
17
2 ÁREA DE ESTUDIO.
2.1 Ubicación y división político administrativa.
La cuenca del río Tamulasco se encuentra ubicada al norte de San Salvador, en el departamento
de Chalatenango (Figura 1) dentro de la Región Hidrográfica I (Lempa, UH-9574 según
clasificación Pfafstetter – MARN, 2016), presenta una superficie aproximada de 106 km2, tiene
su origen en el macizo montañoso del municipio de Ojos de Agua y desemboca en el Embalse
Cerrón Grande a la altura de municipio de Azacualpa.
Figura 1. Ubicación del área de estudio. Fuente: Elaboración propia con base en
cartografía de CENTA.
La superficie de la cuenca del río Tamulasco es compartida por 10 municipios del departamento
de Chalatenango, los cuales se detallan en la Tabla 1.
Tabla 1. División político administrativa del área de la cuenca
Cuenca Municipio Área (km2)
Municipio
Área dentro
de la cuenca (km2)
Tamulasco Azacualpa 22.29 5.86
Chalatenango 109.84 53.31
18
Cuenca Municipio Área (km2)
Municipio
Área dentro
de la cuenca (km2)
Concepción Quezaltepeque 39.65 0.54
La Laguna 40.69 10.81
Las Vueltas 14.98 4.15
Ojos de Agua 40.12 2.59
Potonico 37.97 3.51
San Antonio Los Ranchos 10.13 9.75
San Isidro Labrador 36.48 1.65
San Miguel de Mercedes 32 13.84
Fuente: Elaboración propia de datos proporcionados por CENTA.
2.2 Clima.
Según la clasificación climática de Holdrige la cuenca cuenta con un clima de bosque húmedo
tropical transición subtropical; su régimen de lluvia promedio anual se encuentra entre los 1800
y 2500 mm, mientras que la temperatura varía entre los 16 ° C y 31° C al año (Romero, 2003;
MARN, 2016).
2.3 Geología.
Según Mata & Puiguriguer (2000), El Salvador “se caracteriza geológicamente por la casi
exclusiva presencia de materiales volcánicos resultantes de un vulcanismo relativamente
intenso desde principios del terciario hasta la actualidad que ha dado lugar a la formación de
numerosos edificios volcánicos, la mayoría de ellos con laderas inestables, formados por
materiales volcánicos poco consolidados”.
En el departamento de Chalatenango, específicamente en la región de la cuenca del río
Tamulasco, se han identificado tres formaciones pertenecientes al terciario que son Bálsamo,
Chalatenango y Morazán; más una cuyo origen se remonta al cuaternario que es la formación
Cuscatlán, las cuales son de origen intrusivo con presencia de rocas de carácter granítico-
diorítico
De acuerdo con Mata & Puiguriguer (2000), “las formaciones geológicas del terciario inferior
que dan lugar a los relieves de la Cordillera Norte están sometidas a la continua acción erosiva
de los agentes geológicos externos, especialmente precipitaciones muy intensas durante el
período lluvioso, con precipitaciones superiores a los 2.500 mm anuales. En consecuencia, estas
rocas, que presentan una intensa fracturación, son alteradas y afectadas de forma frecuente por
procesos de inestabilidad gravitatoria”
19
2.4 Uso de suelo.
De acuerdo con los datos cartográficos proporcionados por el Centro de Tecnología
Agropecuaria y Forestal “Enrique Alvares Córdova”(CENTA), los suelos de la cuenca del río
Tamulasco son de inminente vocación agrícola (Figura 2), predominando el cultivo de granos
básicos como el maíz y el frijol; el rango altitudinal oscila entre los 250 y los 1500 msnm, con
un sistema de pendientes que van desde el 0.5% hasta más del 86%; hacia las partes altas de la
cuenca se encuentran relictos boscosos del Área Natural Protegida (ANP). La Montañona en
los municipios de Ojos de Agua y La Laguna; en la zona media de está predominan las tierras
agrícolas y los sistemas agroforestales mayormente acentuados a las riberas del río; en las
planicies bajas del río Tamulasco, en los sectores de Chalatenango, San Miguel de Mercedes y
Azacualpa (cuenca baja), predominan los cultivos de caña y los potreros, ya que en esta zona
la actividad ganadera se intensifica más que en el resto del territorio de la cuenca.
Figura 2. Mapa de Usos de Suelo, Cuenca del río Tamulasco. Fuente: Elaboración propia
con base en cartografía de CENTA
20
3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
El Salvador es el país más densamente poblado de la región centroamericana (245 hab/km2 ,
DIGESTYC, 2008), lo cual implica una alta demanda de recursos naturales, entre ellos el suelo,
principalmente para la construcción de complejos habitacionales y la producción de alimentos,
los cuales generalmente persisten en detrimento de la cobertura forestal del país, ya que según
el Informe Número 262 del PNUD se estima que la proporción de área forestal con respecto al
área total del país disminuyó del 9.3% en 1990 a un 5.8% en el 2000. A pesar que en el país
existe una ley de ordenamiento territorial, promulgada en el año 2011, esta tiene una visión
político-administrativa del territorio y no favorece el ordenamiento desde el enfoque de cuenca,
que es congruente con la protección de los recursos suelo y agua.
El alto grado de burocratización en la administración política de las diferentes regiones del país
conlleva, en el mejor de los casos, a la ejecución aislada de programas ambientales de muy bajo
impacto; esta visión sectorizada de los recursos naturales provoca la fragmentación de los
diversos ecosistemas, ya que de acuerdo a la visión de los gobernantes en turnos, así es el
enfoque y la ejecución de los programas medioambientales destinados ya sea a la conservación,
protección o recuperación de los mismos y no responden necesariamente a un programa
estratégico central con visión a largo plazo.
Esta situación resulta verdaderamente problemática al momento de gestionar un recurso
ambiental tan grande como por ejemplo el Embalse Cerrón Grande (135 km2), el cual es
alimentado por 23 cuencas, dentro de las cuales se encuentra la del río Tamulasco, en la cual
convergen 10 municipalidades del departamento de Chalatenango, tres de ellas, Ojos de Agua,
Las Vueltas y La Laguna, son especialmente importantes debido a que se encuentran en parte
alta de la cuenca y poseen bajos índices de desarrollo humano, lo cual implica que sus
pobladores subsisten en gran medida del uso de los recursos de la cuenca (agua, suelo, leña,
especies menores entre otros); solo en el municipio de Las Vueltas se estima que el 80.9 % de
la población hace uso de combustibles sólidos para cocinar, especialmente leña (PNUD, 2005).
Además de la extracción de leña, en esta zona proliferan las parcelas de cultivos o huertos
familiares, así como potreros y zonas de pastos cultivados, los cuales generalmente poseen un
manejo inadecuado, aunque si bien estas son de corta extensión, su importancia radica en la
abundancia de las mismas, por lo que deben de ser considerados como prioritarias al momento
de evaluar el impacto ambiental de estas actividades en los procesos de erosión y sedimentación
de la cuenca.
21
Todo este panorama pone en evidencia la agudización del problema de erosión en la cuenca, lo
cual se traduce en una alta deposición de sedimentos en el embalse Cerrón Grande, los cuales
al llegar a él, no solamente afectarán su capacidad de almacenamiento, sino que también
intervendrán en la calidad ecológica de este cuerpo de agua, favoreciendo el proceso de
eutrofización, problema que en la actualidad es de importante consideración debido a la
sobrepoblación de jacinto de agua (Eichhornia crassipes) y organismos fitoplanctónicos,
especialmente de la división Cyanophyta,, los cuales están ligados a problemas ambientales y
de salud pública debido a su capacidad de generar proliferaciones masivas y su potencialidad
tóxica.
22
4 OBJETIVOS.
4.1 Objetivo general.
• Evaluar la influencia que ejercen las características morfométricas de la cuenca en la
erosión hídrica actual y el aporte de sedimentos de ésta al embalse Cerrón Grande.
4.2 Objetivos específicos.
• Identificar la influencia de los parámetros morfométricos en los procesos de erosión
hídrica de la cuenca del río Tamulasco.
• Estimar la pérdida de suelo en la cuenca del río Tamulasco utilizando dos métodos de
evaluación indirecta.
• Estimar la carga de sedimentos proveniente de la cuenca del río Tamulasco al Embalse
Cerrón Grande.
• Proponer medidas de conservación de suelo en la cuenca del río Tamulasco para
minimizar el aporte de sedimentos de esta al Embalse Cerrón Grande.
23
5 JUSTIFICACIÓN.
La erosión es uno de los principales problemas que afecta a la degradación del suelo (Belasri &
Lakhouili, 2016), influyendo negativamente en la ecología, producción alimenticia, calidad y
capacidad de almacenamiento de agua, propensión a inundaciones, etcétera, de una región (Park
et al., 2011 citado por Morales, 2014). Los impactos económicos de la erosión son
considerablemente altos, por ejemplo, dentro de la economía estadounidense el costo
económico provocado por este fenómeno ronda entre los $30 y $44 mil millones de dólares al
año.
El avance de la frontera agrícola, la aplicación de prácticas inadecuadas de cultivo, la
deforestación y los fenómenos naturales agravan este problema. En El Salvador la erosión de
suelos es especialmente preocupante, ya que según estimaciones de la FAO (2002), únicamente
el 9.4% del territorio nacional cuenta con una cobertura boscosa, ya sea dentro de áreas
naturales protegidas o no, plantaciones productivas u otros tipos de bosque, lo cual tiene severas
repercusiones sobre el recurso suelo, ya que se estima que el 8% de los suelos del país se
encuentran completamente degradados provocando que según las proyecciones del Ministerio
de Agricultura y Ganadería (MAG) la producción de granos básicos del país para los próximos
10 años se reduzca en al menos un 30 % (Teorema, 2015).
La pérdida de suelo, no solamente afecta a los productores, los cuales pierden toneladas de
fertilizantes y productos agroquímicos que emplean para mejorar la producción de sus parcelas
de cultivos (FUSADES, 2007), sino que también afecta a los operadores de plantas
potabilizadoras y centrales hidroeléctricas, ya que la incorporación del material edáfico por
erosión laminar a los cuerpos de agua de los cuales estas instancias se abastecen, constituye
una de las principales problemáticas a solventar (Morgan, 2005).
En El Salvador, destaca por su importancia logística, económica, turística y ecológica el
Embalse Cerrón Grande, cuyo origen artificial se remonta a la década de 1970 para abastecer
la central hidroeléctrica que lleva el mismo nombre. A este embalse, ubicado en el cauce del
río Lempa, drenan 23 subcuencas, encontrándose entre ellas la del río Tamulasco. Debido a la
importancia de este embalse, en 1999 la Comisión Ejecutiva Hidroeléctrica del Río Lempa
(CEL), elaboró el “Estudio Global de la Sedimentación en la Cuenca del Río Lempa”, en el
cual se estimó que el embalse Cerrón Grande había perdido el 5% de su volumen original para
ese año (61 millones de m3) a causa de la acumulación de sedimentos.
24
Es por lo anterior que resulta de vital importancia controlar la pérdida de suelos en los afluentes
del embalse Cerrón Grande, por ello, en el marco del Proyecto Vida impulsado por CEL, y en
vista que desde 1999, no se ha realizado otro esfuerzo investigativo para determinar la
evolución de esta problemática, se pretende estimar el estado actual de la erosión en la cuenca
del río Tamulasco, he identificar aquellas zonas críticas de pérdida de suelo con el fin de orientar
esfuerzos para la reducción de dicha problemática, disminuyendo así el aporte de sedimentos
que llegan hasta el Embalse.
25
6 MARCO TEÓRICO.
6.1 El suelo y su degradación.
Según Eweis, Ergas, Chang, & Schroeder (1999), el término suelo se refiere al material suelto
de la superficie de la tierra. Es uno de los elementos más importantes para la vida, ya que brinda
una serie de servicios, además de ocurrir en él, una serie de procesos esenciales para el
funcionamiento de distintos ecosistemas, brinda soporte físico, suministra agua y los elementos
esenciales para la nutrición vegetal, iniciando así las redes tróficas y productivas de los
ecosistemas y las actividades humanas (Eweis et al, 1999; Alcañiz, 2008; Gardi et al, 2014).
Por ser el elemento natural ubicuo por excelencia, en la mayoría de los casos somos incapaces
de percibir como nuestras acciones contribuyen a su degradación.
La degradación del suelo, definida como el descenso en la habilidad del suelo para cumplir sus
funciones como medio para el crecimiento de las plantas, regulador del régimen hídrico, y como
filtro ambiental, debido a causas naturales o antropogénicas, también puede considerarse desde
la perspectiva económica y social a través de la producción agrícola, y entenderse como el
declive temporal o permanente de la capacidad de producción de la tierra; dicho de otra manera,
es la pérdida de la utilidad actual o potencial, de sus cualidades y funciones intrínsecas
(UNESCO, 2011; Zavala Cruz, Palma López, Fernandéz C., López C., & Shirma T. , 2011).
Debido a que la degradación del suelo utiliza indicadores para establecer el grado de afectación
de un área determinada, es necesario establecer que los parámetros susceptibles a medición sean
representativos para comprender y atender el problema en áreas específicas. Básicamente los
procesos de degradación del suelo pueden dividirse en dos grandes grupos, 1) los referidos al
deterioro interno del suelo, que contempla la degradación química y física y 2) los referidos al
desplazamiento (Zavala et al, 2011).
Dentro del primer grupo podemos mencionar el desequilibrio de nutrientes, el anegamiento, la
acidificación, compactación contaminación, sellado y salinización del suelo, así como también
la pérdida de la biodiversidad (FAO/GTIS, 2015); mientras que dentro del segundo grupo
podemos mencionar la erosión y la sedimentación, siendo estos últimos el objeto de estudio de
la esta investigación.
6.2 La erosión del suelo.
La erosión es un proceso que consta de tres fases, desprendimiento, arrastre y sedimentación
del material edáfico por acción de la fuerza de un fluido en movimiento, la cual puede ser
ocasionada por el viento o por el agua; siendo más severa en sitios con pendientes pronunciadas,
26
clima seco con fuertes vientos y lluvias intensas ocasionales (Suárez, 2001). A pesar que éste
es un proceso de origen natural, puede ser acelerado por la intervención humana a través de la
deforestación, el pastoreo y las malas prácticas de cultivos (Sibello & Febles, 2011). La erosión
del suelo es una forma severa de degradación física; se estima que cerca del 80% de la tierra
agrícola en el mundo sufre erosión de moderada a severa y el 10% erosión de ligera a moderada
(Díaz, 2011).
En la superficie terrestre, los procesos geológicos (naturales) de meteorización y erosión han
sido alterados por las actividades humanas. Estos cambios pueden aumentar o disminuir, según
sean las circunstancias, los distintos tipos de consecuencias que la erosión produce. Los efectos
de los procesos de erosión pueden adoptar formas muy diferentes, así como también su nivel
de afectación a las actividades humanas (Dumas, 2012).
El origen de los procesos de erosión permite distinguir entre erosión eólica e hídrica; la erosión
eólica depende de la intensidad del viento, que ejerce una fuerza sobre el suelo que afecta a las
partículas de un tamaño específico, las cuales son fácilmente transportadas si no están unidas
entre sí por materia orgánica, raíces, arcilla o agua, mientras que la erosión hídrica tiene como
agente erosivo a la lluvia, la cual de acuerdo a su intensidad y duración influye de manera
directa en la escorrentía superficial, la cual es uno de los principales agentes de transporte de
sedimentos en la cuenca hidrográfica.
6.3 Erosión hídrica
Los procesos de erosión hídrica están estrechamente relacionados con las rutas que toma el agua
en su movimiento a través de la cubierta vegetal y sobre la superficie del suelo, tipificándose
de diversas maneras, de acuerdo a los factores que intervienen en ella, básicamente puede
clasificarse en erosión de ladera y erosión en canales o cursos de agua, o de acuerdo a los
procesos que degradan uniformemente la superficie del suelo (erosión de impacto y erosión
laminar) y los que concentran el desprendimiento de partículas de suelo en áreas específicas
(erosión en riles, erosión en cárcavas, erosión en canales y costas) (Morgan, 2005; García-
Chevesich, 2009).
ATA-INADE (2002), define la erosión hídrica como aquella que se genera al caer la lluvia
sobre la tierra, levantando las partículas rocosas u orgánicas sueltas, llevándolos a los lugares
más bajos, escarbando surcos en su recorrido y conduciéndolos hasta los cauces de los arroyos
y ríos. Este efecto es más notorio en los terrenos agrícolas y los que carecen de cobertura
vegetal, los principales tipos de erosión hídrica se describen en las secciones siguientes.
27
6.3.1 Erosión por salpicadura y erosión laminar
Según Farfán (2002), la erosión laminar consiste en la remoción de capas delgadas y más o
menos uniformes de suelo sobre toda un área, ésta comienza cuando las gotas de lluvia impactan
la superficie del suelo con la energía suficiente para desplazar partículas de material sin
consolidar, dando lugar al proceso denominado erosión por salpicadura. En este tipo de erosión
la duración, frecuencia e intensidad de las precipitaciones son el factor principal de la
generación de sedimentos, relegando a un segundo plano la topografía del terreno (UNESCO,
2010).
6.3.2 Erosión por surcos o en regueros
La erosión en surcos es la forma de erosión más fácilmente perceptible, ocurre cuando por
pequeñas irregularidades en la pendiente del terreno o depresiones superficiales del suelo
desprotegido o trabajado inadecuadamente, la escorrentía se concentra en algunos sitios hasta
adquirir volumen y velocidad suficientes para hacer cortes y formar canales, los cuales se
orientan perpendicularmente a la pendiente del terreno (Farfán, 2002; Morales, 2014).
6.3.3 Erosión en barrancos o cárcavas
Según Morales (2014), la erosión en cárcava, consiste en el vaciado de las partículas del suelo
o sustrato por un flujo concentrado que da lugar a estrechas incisiones, de mayor tamaño y
profundidad que un reguero, y que generalmente llevan agua sólo durante e inmediatamente
después de fuertes precipitaciones. La formación de una cárcava por flujo superficial
frecuentemente aparece ligada a un incremento en la escorrentía, dicho incremento, puede
deberse a varias causas: cambios en el uso del suelo, modificaciones en el área de drenaje
motivadas por el hombre, eventos de precipitación de características extremas, etc.
6.4 Factores que afectan la erosión
Ayres (1960) cit. por Suárez (2001), manifiesta que la erosión depende de cuatro variables
principales, las cuales son la cantidad e intensidad de la lluvia, la pendiente y topografía del
terreno, las propiedades físicas y químicas del suelo y la cobertura vegetal, UNESCO (2010),
por su parte reconoce estos mismos factores y además menciona la velocidad del flujo y el uso
de la tierra. En esta ocasión consideraremos los planteados por UNESCO (2010), los cuales
mencionaremos a continuación.
28
6.4.1 Clima.
La variable climática más importante a considerar dentro de algunos procesos erosivos,
específicamente en la erosión hídrica es la lluvia, ya que la cantidad, intensidad y duración de
ésta, así como la forma en la que se relacione con otras factores como, la cobertura vegetal y el
uso del suelo determinará el poder erosivo que pueda tener, por ello, el análisis de cada caso
debe ser elaborado con sumo cuidado, puesto que cada factor se comportará de forma distinta
bajo diversos escenarios (UNESCO, 2010).
Con el propósito de estimar la influencia de la lluvia como agente erosivo, se han desarrollado
una serie de índices y correlaciones de factores de precipitación, basados en el cálculo de la
energía cinética de un evento o tormenta, para lo cual es necesario contar con una base de datos
de precipitación histórica completa, la cual debe de incluir información sobre la intensidad de
lluvia; entre los índices más aplicados destacan el factor R propuesto por Wischmeier y Smith
(1959), el índice de Fournier (IF) propuesto por Fournier (1960) y el índice modificado de
Fournier (IMF) planteado por Arnoldus, y entre las correlaciones destacadas se tienen la de
Renard y Freimund (1994), que sugieren el uso entre el IFM y el factor R para regiones con
datos deficientes (Lince & Castro, 2015).
6.4.2 Cobertura vegetal.
La presencia o ausencia de una cobertura vegetal sana en el terreno interviene de manera
significativa dentro de los procesos erosivos. La vegetación actúa como una barrera protectora
contra la lluvia, ya que disminuye la energía cinética de las gotas de agua al caer al suelo y por
lo tanto disminuye su poder erosivo; además las raíces de los árboles, contribuyen a la
infiltración de la lluvia y brindan rugosidad al terreno, por lo que se reduce la cantidad de agua
disponible para generar escorrentía superficial, así como la velocidad con la que esta viaja,
disminuyendo considerablemente su poder erosivo (UNESCO, 2010).
A pesar de lo descrito anteriormente, Morgan (2005), manifiesta que los efectos de la
vegetación, están lejos de ser directos y, bajo ciertas condiciones, una cubierta vegetal puede
exacerbar la pérdida de suelo dependiendo de cómo interactúa con los procesos de erosión;
como regla general, la efectividad de la vegetación para reducir la erosión de impacto depende
directamente de la altura y continuidad de la copa de los árboles, así como la densidad de la
cobertura superficial (pastos, hierbas y arbustos) (García-Chevesich, 2009).
Otro elemento considerado que disminuye el poder erosivo de las gotas de lluvia, es la
hojarasca, la cual evidentemente se encuentra ligada a la cobertura vegetal y al igual que ésta
29
protege el suelo contra la erosión de impacto, impidiendo que la gota de lluvia golpee
directamente la superficie del suelo, disminuye la velocidad del flujo superficial, debido al
aumento en la rugosidad por la que éste viaja y contribuye a mejorar la estructura del suelo
debido al aporte de materia orgánica que realiza (UNESCO, 2010).
6.4.3 Tipos de suelo
Las características de un suelo determinado están en función de su estructura, tamaño de
partícula, permeabilidad y contenido de materia orgánica, estos elementos son los que en gran
medida determinan su clasificación y la resistencia de los mismos, tanto al desprendimiento
como al transporte, lo cual se conoce como erodabilidad (Morgan, 2005).
La textura de un suelo es importante para definir su nivel de erodabilidad, pues no todas las
clases texturales se erosionan con la misma facilidad, así por ejemplo las partículas de tamaño
pequeño (arcillas), poseen una mayor superficie de contacto y por tanto poseen una mayor
cohesividad, mientras que las partículas grandes (arenas), son más pesadas y por ende más
resistentes a la erosión; sin embargo las partículas medianas (limos 0.1 a 1 mm), no poseen
cohesividad ni tamaño relevante y por tanto son las de más fácilmente erosionables (García-
Chevesich, 2009).
Richter y Negendank (1977) manifiestan que suelos con contenidos superiores al 40% de arcilla
son altamente erosionables, así mismo Evans (1980) prefiere examinar la erodabilidad en
términos del contenido de arcilla, indicando que los suelos con un contenido de arcilla entre 9
y 30 por ciento son los más susceptibles a la erosión. El uso del contenido de arcilla como un
indicador de la pérdida de suelo es teóricamente más satisfactorio porque las partículas de
arcilla se combinan con la materia orgánica para formar agregados o terrones del suelo y es la
estabilidad de éstos la que determina la resistencia del suelo (Morgan, 2005).
García-Chevesich (2009) manifiestan que la materia orgánica puede mejorar casi todas las
propiedades del suelo, pues la presencia de ésta aumenta la aireación e infiltración, así como la
cohesividad interpartícular. Además, la materia orgánica facilita el crecimiento vegetal
mediante la adición de nutrientes en el suelo. Por estas razones, el contenido de materia orgánica
de un suelo dado es una variable relevante en términos de su resistencia a la erosión.
Finalmente, la estructura y permeabilidad del suelo juegan un rol fundamental debido a su
influencia en la cohesividad de las partículas y la infiltración del agua en dicho suelo, cabe
mencionar que la capacidad de infiltración de un suelo está en directa relación con la generación
de escurrimiento superficial, responsable de la erosión laminar y otros procesos de erosión
30
hídrica. Los suelos sin estructura definida, así como los suelos de estructura granular, por lo
general poseen una alta capacidad de infiltración, es decir que son menos susceptibles a la
erosión laminar. Por otro lado, los suelos de estructura masiva y plateada son más fáciles de
erosionar, pues poseen tasas de infiltración menores (Morgan, 2005; García-Chevesich, 2009).
6.4.4 Uso de suelo
Según Gardi et al (2014), el uso de la tierra se define como la secuencia de operaciones que se
llevan a cabo con el fin de obtener bienes y servicios del medio natural. Existen distintos usos
en función de los bienes y servicios que se desean obtener del territorio a través de su gestión
particular. El uso de la tierra se determina generalmente por factores socioeconómicos y por el
potencial biofísico del medio en que se encuentran, así como por las limitaciones que éste
impone.
El cambio del uso de la tierra es uno de los factores importantes que inciden en los procesos
erosivos dándose, frecuentemente, a expensas de los ecosistemas naturales y, en menor medida,
de zonas agrícolas, constituyendo una amenaza potencial para el recurso suelo. Los factores
principales que determinan esta modificación medioambiental son el desarrollo agropecuario,
las actividades forestales, el desarrollo urbano y turístico y las actividades extractivas.
La demanda de tierras para la agricultura, tanto de subsistencia como para la agroindustria,
sigue en aumento, siendo éste uno de los principales factores asociados a la deforestación, esto
conlleva a la pérdida de cobertura vegetal, la cual está asociada a estos cambios de uso de suelo
afectando el intercambio de energía entre la superficie terrestre y la atmósfera, lo que tiene
efectos microclimáticos, conllevando posteriormente a la pérdida de biodiversidad, degradación
del suelo, deterioro y pérdida de los servicios ambientales, entre otros (Gardi et al 2014).
6.4.5 Topografía
Morgan (2005), manifiesta que la resistencia de los suelos a la erosión es en parte dependiente
de la posición topográfica, esto quiere decir que la posición, dirección y ángulo de inclinación
de la pendiente son determinantes en las tasas de erosión de una región dada (Dumas, 2012).
6.5 Erosión en cuencas hidrográficas.
Brooks (1985) cit. por Umaña (2002), expresa que la Cuenca Hidrográfica se define como la
unidad territorial natural que capta la precipitación, y es por donde transita el escurrimiento
hasta un punto de salida en el cauce principal y se encuentra delimitada por una divisoria
topográfica denominada parte-agua que drena a un cauce común, formando una red de cursos
31
de agua que concentran caudales hasta formar un río principal que lleva sus aguas a un lago o
mar.
Según Gaspari et al (2012), el funcionamiento de una cuenca se asemeja al de un colector que
recibe la precipitación y la convierte en escurrimiento, esta transformación depende de las
condiciones climáticas y las características físicas de la cuenca. Desde el punto de vista de su
funcionamiento, una cuenca hidrográfica puede caracterizarse por su morfología, por la
naturaleza del suelo, por la cobertura vegetal y uso del suelo.
6.5.1 Morfometría y erosión
Los procesos erosivos ocurridos al interior de la cuenca están determinados por la dinámica
ambiental de la zona, la cual a su vez es directamente influenciada por la forma del terreno, por
lo que para comprender la influencia del relieve en los procesos erosivos de la cuenca es
necesario emplear el análisis morfométrico, el cual se define como como la medición y
evaluación matemática de la configuración de la superficie de la tierra y de la forma y
dimensiones de sus accidentes geográficos ( (Farhan, Anbar, Enaba, & Al-Shaikh, 2015).
Debido a que no existen dos cuencas iguales, para comparar el comportamiento de una con otra
es necesario analizarlas en términos matemáticos, lo cual según Schumm (1977 cit. por
Docampo et al, 1990), sugiere que para establecer comparaciones geomorfológicas es necesario
obtener expresiones numéricas de las características del relieve y desarrollar relaciones
cuantitativas entre las variables geomorfológicas e hidrológicas, tales como la forma de la
cuenca, densidad y orden del drenaje, la pendiente del terreno, entre otras que sirven como
indicadores para medir la susceptibilidad a la degradación del medio ambiente y
particularmente a los procesos erosivos (Cerignoni & Rodrigues, 2015).
Dado que la red de drenaje es la manifestación de la escorrentía superficial concentrada y
jerarquizada en cauces dentro de la cuenca, la interpretación de las características geométricas
(longitudinales, de superficie, etc.) de los elementos de las redes de drenaje, analizados desde
la perspectiva morfométrica contribuirán a comprender los procesos de erosión fluvial
ocurridos al interior de la misma (Senciales, 1998), facilitando la toma de decisiones para
disminuir la problemática, específicamente en las medidas de conservación de suelo a
implementar por parte de las entidades encargadas de la preservación de los recursos naturales.
32
6.5.2 Transporte de sedimentos en la cuenca.
En la sección 6.2, se ha indicado que la erosión es un proceso que consta de tres fases,
desprendimiento, arrastre y sedimentación, referente a la fase de transporte, Iroumé &
Uyttendaele (2009) manifiestan que los aportes de los sedimentos generados desde las laderas
de las cuencas durante los períodos de tormentas son trasportados por los cauces en forma de
suspensión, mientras que los provenientes de las erosiones en la red de drenaje o desde las
laderas adyacentes a la misma son movilizados principalmente como transporte de fondo.
En la producción de sedimentos intervienen diferentes factores, entre los que se encuentran los
climáticos, topográficos, de cobertura de la tierra y de calidad de suelo (estructura y
composición). La lluvia como factor climático favorece los procesos de erosión y
sedimentación en dependencia de su intensidad y duración, mientras que la topografía se
relaciona con la producción y transporte de sedimentos de acuerdo al grado de la pendiente, a
mayor grado de la pendiente, más efectiva será la acción del agua en erosionar y transportar el
sedimento pendiente abajo; al considerar la erosión hídrica, otro aspecto muy importante a
considerar es la velocidad del flujo superficial, la cual se comportará con mayor o menor
intensidad de acuerdo al grado de la pendiente; a partir de esto, podemos observar que el factor
topográfico es preponderante al momento de estimar los fenómenos de erosión, transporte y
sedimentación (Cuello, 2003).
6.6 Estimación de la erosión.
La determinación de la pérdida de suelo es un proceso complejo, más aún cuando ésta se realiza
a nivel de cuenca. La erosión puede ser medida bajo distintas escalas y niveles de precisión. Si
consideramos la pérdida de suelo por la acción exclusiva del agua, podemos estimar la erosión
ocurrida a nivel de sedimentos, por ejemplo, la cantidad de sedimentos desprendidos y
transportados por la erosión de impacto; también es posible realizar mediciones de la erosión a
nivel de ladera (erosión laminar, en riles y cárcavas). Por otro lado, podemos estimar la erosión
neta ocurrida a nivel de cuenca hidrográfica, midiendo variables como pérdida de suelo o
acumulación de sedimentos (Gardi et al, 2014).
La estimación de la erosión puede realizarse a través de 3 metodologías, la modelación, las
referidas a la escala de tiempo geológico y las referidas al estudio del fenómeno, sus factores y
técnicas de control. Por su capacidad de aplicación a diferentes áreas, el uso de modelos es la
metodología menos costosa para el estudio de la erosión, y puede ser de extrema utilidad para
evaluar el impacto de las técnicas de conservación de suelo y agua (Farfán, 2002).
33
De acuerdo a Farfán (2002), la erosión puede medirse por métodos cualitativos y cuantitativos,
los primeros brindan las formas y grados de ésta, mientras que lo segundos, a su vez se dividen
en directos e indirectos, siendo ejemplo de los directos las parcelas de clavos y las de
escurrimiento, mientras que los segundos, se dividen a su vez en físicos, conceptuales y
paramétricos.
6.6.1 Ecuación Universal de Pérdida de Suelo.
La Ecuación Universal de la Pérdida de Suelo es un modelo cuantitativo de medición indirecta
y de tipo paramétrico utilizado para estimar el promedio de las pérdidas anuales de suelo a largo
plazo (en toneladas métricas por hectárea al año, t/ha/año), la cual debe ser validada y calibrada
para condiciones locales (Farfán, 2002; Fortuño, 2014). Esta ecuación se desarrolló en Estados
Unidos hacia 1930 por el Servicio de Conservación de Suelos del Departamento de Agricultura
(USDA), la cual posteriormente con los trabajos de Wishmeier y Smith se lleva a su publicación
definitiva en el manual 534 de dicha dependencia (Gonzáles, 1991; Fortuño, 2014).
La expresión de la USLE planteada por Wischmeier y Smith en 1978 (Barrios & Quiñones,
2000), responde a la siguiente expresión:
𝐴 = 𝑅 ∗ 𝐾 ∗ 𝐿𝑆 ∗ 𝐶 Ecu. 1
Donde:
R = erosividad de la lluvia (MJ mm ha-1 h-1)
K = erodabilidad del suelo (t ha h ha-1 MJ-1 mm-1)
LS = longitud y grado de la pendiente (adimensional)
C = factor de uso de suelo (adimensional)
6.6.1.1 Erosividad de la lluvia.
También denominado Factor R, la erosividad de la lluvia es la medida de la fuerza erosiva de
las precipitaciones, la cual se encuentra en dependencia de la energía cinética de éstas, por lo
que es directamente proporcional a las características físicas de la lluvia, es decir, a mayor
tamaño de gota, mayor masa de agua y por lo tanto mayor velocidad de caída. A mayor masa y
mayor velocidad, mayor energía cinética y en consecuencia mayor desagregación del suelo
(Farfán, 2002; Fortuño, 2014).
Para calcular la erosividad de la lluvia, el modelo USLE propone el uso del Índice de erosividad
de la lluvia, el cual se define como la energía cinética del aguacero multiplicado por la
Intensidad máxima de lluvia en 30 minutos. Este índice supone el uso de la Intensidad de la
34
lluvia, la cual es calculada a partir de datos pluviográficos, lo cual representa un problema para
los países en vías de desarrollo, ya que el uso de estos instrumentos es poco extendido; debido
a ello diferentes autores han desarrollado metodologías para calcular el índice de erosividad a
partir de datos pluviométricos entre los que podemos mencionar las ecuaciones de tipo Fournier
y las correlaciones de precipitación con valores de Intensidad de lluvia (Gonzáles, 1991;
UNESCO, 2009; Fortuño, 2014).
6.6.1.2 Erodabilidad del suelo.
Denominado Factor K, la erodabilidad o erosionabilidad del suelo, es la vulnerabilidad de éste
a la erosión, en dependencia de las características físicas del suelo responsables de la formación
y estabilidad de la estructura, y de la capacidad de almacenamiento y transmisión del agua a
través de los poros (textura, estructura, permeabilidad, materia orgánica, estabilidad de los
agregados, pedregosidad, etc.). Para un suelo particular, K se define como la tasa de pérdida de
suelo por unidad de índice de erosividad cuando es medido en una parcela estándar (22.1 m de
longitud, con una pendiente uniforme de 9%, de labranza continua y a lo largo de la pendiente)
(Gonzáles, 1991; Flores et al, 2003; UNESCO, 2009; Fortuño, 2014).
6.6.1.3 Longitud e inclinación de la pendiente.
Según Saldaña Díaz, Nemmaoui, Cantón Castilla, Aguilar Torres, & Aguilar Torres (2014), los
efectos de la topografía en la determinación de la tasa de erosión vienen determinados en el
modelo USLE por el factor combinado LS. Este factor tiene en cuenta el efecto de la longitud
e inclinación de la ladera vertiente para la cuantificación de la erosión hídrica. Wischmeier y
Smith (1978 cit. por Gonzáles, 1991) definen la longitud de ladera (Factor L) como la longitud
que recorre la gota de escorrentía desde que se forma, en la divisoria, hasta que encuentra un
cauce o una zona de sedimentación, mientras que el Factor S indica el grado de inclinación de
la pendiente. La pérdida de suelo se aumenta más rápidamente con la inclinación de la pendiente
que con la longitud y aunque los efectos de estos factores se evalúan en campo por separado y
son considerados en la USLE también en forma separada como L y S, es recomendable
considerarlos como un solo factor LS (Flores López, Martínez Menes, Oropeza Mota, Mejía
Saens, & Carrillo González, 2003).
6.6.1.4 Cobertura Vegetal.
La cobertura vegetal, denominada también como Factor C, se define como la tasa de erosión
potencial del suelo desnudo bajo unas condiciones específicas y la tasa de erosión
35
correspondiente a una determinada cobertura vegetal y/o sistema de explotación. Debido a que
la cobertura vegetal amortigua el impacto de las gotas de lluvia, influyendo tanto en la velocidad
de la escorrentía superficial y en la de infiltración, los suelos con una buena cobertura vegetal
serán menos erosionables que los suelos desnudos, oscilando sus valores entre 0 y 1, asignando
valores de 1 a suelos completamente desnudos y 0 a suelos que no son susceptibles a ningún
tipo de erosión (Saldaña et al, 2014).
6.6.2 Radionúclidos como trazadores ambientales.
Para implementar medidas de protección en áreas que presentan un alto riesgo de
desertificación o mejorar los procesos agro productivos que se ven afectados negativamente
como producto de la pérdida de suelo, es necesario establecer la magnitud del problema a través
de su cuantificación. Las dificultades asociadas con las técnicas clásicas de medida de erosión,
como son la utilización de la Ecuación Universal de Pérdida de Suelo (USLE), fotografías
aéreas, medidas en parcelas, entre otras han conducido a la investigación de nuevos métodos,
entre los que se incluyen los de isótopos trazadores como el Cesio-137 (137Cs) (Cuesta &
Delgado, 1997; Navas et al, 2003; Caballero, 2016).
El 137Cs es un radioisótopo antropogénico que fue inyectado a la atmósfera preferentemente a
través de ensayos de armas nucleares entre 1950 y 1970 y comienza a detectarse en la superficie
terrestre a partir de 1954 con picos en 1958 y 1963, tiene una vida media de 30.1 años, lo que
garantiza una larga permanencia en los lugares donde se deposita; después que entra en la
atmósfera, el 137Cs es transportado en el aire y posteriormente se precipita sobre la superficie
de la tierra en donde es fuertemente absorbido por intercambio iónico sobre las partículas de
suelo, siendo especialmente rápido sobre materia orgánica y arcillas (Brígido, Mendoza,
Montalván, & Rodríguez, 2006; Caballero, 2016).
Lo anterior indica que el movimiento del 137Cs, estará directamente vinculado al movimiento
del suelo, así por ejemplo en un suelo virgen, que no haya sido afectado ni por la erosión ni por
el depósito, el inventario total de 137Cs en ese sitio, deberá corresponder con el total de 137Cs
depositado. Estos sitios vírgenes son utilizados para establecer el inventario de referencia, el
cual posteriormente será comparado con los inventarios del sitio de estudio para cuantificar la
erosión (menor inventario que el de referencia) o sedimentación (mayor inventario) a través de
modelos matemáticos (Brígido et al, s.f.; Sibello &Febles, 2011)
36
7 METODOLOGÍA
7.1 Generalidades
Para la estimación de la pérdida de suelo de la cuenca del río Tamulasco se desarrolló un estudio
de tipo descriptivo, no experimental y de corte longitudinal, el cual se divide en 3 secciones;
análisis morfométrico, estimación de la erosión y producción de sedimentos, las cuales se
describe en los apartados siguientes.
7.2 Análisis morfométrico
La morfometría de la cuenca del río Tamulasco se describe con base en sus parámetros de
forma, relieve y densidad de drenaje, a partir del análisis de la información cartográfica
proporcionada por el Centro Nacional de Tecnología Agropecuaria y Forestal “Enrique Álvarez
Córdova” (CENTA) la cual fue procesada con la ayuda del software ArcGIS 10.1.
7.2.1 Parámetros de forma
Los parámetros de forma más importantes considerados dentro de la presente investigación se
describen a continuación:
7.2.1.1 Factor de forma.
Se define como factor de forma a la relación existente entre el ancho y el largo de la cuenca
(Ecu. 2); los valores de este factor oscilan entre 0 y 1, siendo 0 el valor representativo para una
cuenca de tipo alargada y 1 el de una cuenca con forma perfectamente redonda, esta relación
en conjunto con la densidad del drenaje ayuda a inferir la velocidad de salida de la escorrentía
en una cuenca en estudio (Horton,1932; Gaspari et al, 2012)
𝑅𝑓 = 𝐴
𝐿2
Ecu. 2
Donde:
Rf: Factor de forma
A: Área de la cuenca en km2
L: Longitud de la cuenca (Km).
7.2.2 Coeficiente de Gravelius (Ic):
El índice de compacidad o coeficiente de Gravelius compara la longitud del perímetro con la
circunferencia de un círculo con igual superficie que la cuenca (Ecu. 3), cuanto más cercano
37
esté el índice a la unidad, se considera que la cuenca tiene una forma más circular y por tanto
será mayor la tendencia de la cuenca a generar crecidas por la disminución de sus tiempos de
concentración (Gonzáles, 2004).
𝐼𝑐 = 0,28 𝑃
√𝐴
Ecu. 3
Donde:
Ic: Coeficiente de Gravelius
P: Perímetro en Km
A: Área en Km2
7.2.2.1 Coeficiente de masividad
El coeficiente de masividad se calculó estableciendo la relación entre la elevación media de la
cuenca con su superficie (Ecu. 4). Su resultado es alto para cuencas de cumbres altas y bajo en
cuencas donde predominan terrenos planos que presentan áreas similares (Farfán , Urbina,
Ferreira, & Brandan, 2010)
𝐾𝑚 = 𝐻
𝐴
Ecu. 4
Donde:
Km: Coeficiente de masividad
H: Altura media de la cuenca
A: Área total de la cuenca.
7.2.2.2 Coeficiente orográfico
Se calculó mediante el producto de la relación de la altura media de la cuenca y el coeficiente
de masividad (Ecu. 5), tomando valores altos para cuencas pequeñas con grandes desniveles
topográficos (muy montañosas) y valores bajos para cuencas con grandes áreas y topografía
suave (Almorox Alonso, López Bermudez, & Rafaelli, 2010).
𝐶𝑂 = 𝐻 ∙ 𝐾𝑚
Ecu. 5
Donde:
CO = Coeficiente orográfico
H: Altura media de la cuenca
Km: Coeficiente de masividad
38
7.2.3 Parámetros del relieve.
7.2.3.1 Curva Hipsométrica
Para el establecimiento de la curva hipsométrica se empleó el análisis de aspectos de la
distribución de las masas del terreno por encima de la desembocadura de la cuenca y se estimó
la tasa de concentración y descarga de las precipitaciones, o bien la distribución en la cuenca
de las acumulaciones nivales, que fue la relación establecida por Strahler en 1952. Otros autores
han utilizado el análisis hipsométrico para evaluar la evolución geomorfológica de la cuenca
(Rabassa, 1979).
Para la construcción de la cuerva hipsométrica de la cuenca del río Tamulasco se utilizó el
modelo de elevación digital proporcionado por CENTA, el cual fue reclasificado y se obtuvo
el área entre curvas a cada 100 m, posteriormente las áreas entre curvas fueron procesadas y
graficadas con la ayuda de una hoja de cálculo de Excel.
7.2.3.2 Índice de Posición Topográfica
El TPI fue calculado utilizando la extensión diseñada por Jenness Enterprises para ESRI
mediante el análisis circular para las celdas vecinas (figura 3). El TPI definido como la
diferencia entre el valor de elevación de una celda y el promedio de las celdas circundantes a
esa celda, puede tomar valores positivos o negativos, los valores positivos correspondan a
regiones altas dentro del área circundante y puedan ser asociados a cerros y cordilleras, mientras
que los valores negativos denotan características de regiones bajas dentro del área circundante
y son asociadas a valles; cuando el TPI toma el valor de cero se asocia a regiones planas o bien
con áreas de inclinación constante cercanas a cero (Fuentes & Vargas, 2011).
𝑇𝑃𝐼𝑖 = 𝑍0 −∑ 𝑍𝑛1−𝑛
𝑛
Ecu. 6
Donde:
Z0 = elevación del punto del modelo en evaluación.
Zn = elevación de la cuadrícula dentro de la ventana local.
n = número total de puntos circundantes empleados en la evaluación.
39
Figura 3. Esquema del Análisis de vecinos circular para el cálculo del TPI. Fuente: Jenness,
2006.
Para la evaluación del TPI se utilizaron dos escalas de medición para el análisis proximal o de
celdas circundantes, las cuales fueron a 50 m y a 1200 m, ya que según Tagil & Jenness (2006),
el tamaño y la forma de las celdas vecinas a considerar en el TPI es fundamental para el análisis
topográfico que desea realizarse de la zona y este debe basarse en la dimensión de la
característica fisiográfica del sitio de estudio.
7.2.3.3 Clasificación del relieve
Para la clasificación del relieve se empleó la metodología planteada por Jenness (2006), Tagil
& Jenness (2008) y Fuentes & Vargas (2011), la cual toma como punto de partida el análisis de
TPI a dos escalas y la pendiente del terreno, ya que esta combinación de valores permite la
identificación de características más complejas del paisaje y su clasificación con base en la
posición de la pendiente (Weiss, 2001; Ilia, 2013; Seif, 2014). El programa ArcGis 10.1 cuenta
con la extensión Topography Tools, desarrollada por Jenness Enterprises, la cual genera de
forma automatizada este análisis tomando como criterios de referencia los planteados en la tabla
2.
Tabla 2. Clasificación de geoformas a partir del TPI
Nº Descripción TPI Grande TPI Pequeño. Pendiente
Bajo Alto Bajo Alto Bajo Alto
1 Cañones < = - 1 < = - 1
2 Drenajes en pendiente, valles poco profundos > - 1 < 1 < = - 1
3 Cabeceras, drenajes altos > = 1 < = - 1
4 Valles en U < = - 1 > - 1 < 1
5 Planicies o llanuras > - 1 < 1 > - 1 < 1 < = 5
6 Pendientes medias abiertas > - 1 < 1 > - 1 < 1 > 5
7 Pendientes muy abiertas, mesas > = 1 > - 1 < 1
8 Crestas locales < = - 1 > = 1
9 Pequeños valles /Riscos > - 1 < 1 > = 1
10 Cimas de montaña > = 1 > = 1
Fuente: Elaboración propia a partir de Fuentes & Vargas (2011).
40
7.3 Selección y ubicación de los sitios de muestreo.
Utilizando el mapa de uso de suelo e imágenes de Google Earth, se procedió a la selección de
los sitios idóneos para la toma de muestras de suelo. En la cuenca de estudio se identificaron 8
usos de suelo subdivididos en 14 categorías, para cada uno de ellos y tomando en cuenta el tipo
de suelo, la pendiente y la accesibilidad, se procedió a la selección de 16 sitios de muestreo, ya
que en dos usos desuelo se identificaron dos tipos de suelo diferentes (Figura 4); los cuales
fueron utilizados para el análisis de erosión; posteriormente, se seleccionaron los sitios de
colocación de las trampas de sedimento, las cuales fueron dispuestas en la parte alta y baja de
la cuenca con el propósito de evaluar la producción de sedimentos a medida desciende el cauce
principal hacia el punto de salida de la cuenca.
Figura 4. Ubicación de los sitios de muestreo. Fuente: Elaboración propia con base en
cartografía de CENTA
41
7.4 Estimación de la pérdida de suelo.
7.4.1 Metodología USLE.
Para determinar la pérdida de suelo, se empleó la metodología USLE planteada por Wischmeier
y Smith en 1978 (Barrios & Quiñones, 2000), la cual corresponde a la ecuación 1 descrita en la
sección 6.6.1. El cálculo de cada uno de los factores de la USLE se describe a continuación.
7.4.1.1 Factor R
El factor R o erosividad de la lluvia, debido a la falta de registros pluviográficos de la zona, se
obtuvo a partir de los registros de lluvia promedio mensual del período comprendido entre los
años 2010 al 2016 de 5 estaciones pluviométricas, empleando la ecuación 7 planteada por
Rodríguez, Florentino, Gallardo, & García (2004), la cual utiliza como base el Índice
Modificado de Fournier (ecuación 8). Posteriormente con los datos obtenidos se realizó una
interpolación empleando el método IDW de las herramientas de análisis espacial del ArcGis
10.1 para generar un ráster de erosividad de lluvia.
𝑅 = 2.56 × 𝐼𝑀𝐹1.065 Ecu. 7
Donde
R : Erosividad de la lluvia
IMF= Índice modificado de Fournier
𝐼𝑀𝐹 = ∑𝑝𝑖
2
𝑃
12
𝑖=𝑙
Ecu.8
Donde:
IMF= Índice modificado de Fournier
pi = Precipitación promedio mensual del mes i en mm
P= Precipitación promedio anual en mm
7.4.1.2 Factor K
Para la determinación del Factor K, se utilizaron los 16 sitios de muestreo descritos en la sección
7.3, de los cuales se determinó su granulometría y porcentaje de materia orgánica, pruebas que
fueron realizadas en el Laboratorio de Suelos de CENTA, mientras que en campo se determinó
la permeabilidad del suelo por el método de Porchet y la estructura de suelo empleando una
guía de campo de la Universidad de Valencia. Con los datos obtenidos se procedió a emplear
42
la ecuación 9 presentada por UNESCO (2010). Posterior a ello, los resultados obtenidos fueron
interpolados por el método IDW de las herramientas de análisis espacial del ArcGis 10.1 para
generar un ráster de erodabilidad.
𝐾 = 2.1 ∗ 10−4 (12 − %𝑀𝑂)𝑀1.14 + 3.25(𝑆1 − 2) + 2.5(𝑃1 − 3)
100 Ecu. 9
Donde:
K = Erodabilidad del suelo expresada en Mg/ha por ha-hr/MJ-mm
MO = Porcentaje de Materia Orgánica.
S1 = Índice de estructura.
M = Es el producto de la relación entre el tamaño de partículas
P1 = Índice de permeabilidad.
7.4.1.3 Factor L y S
El cálculo combinado de estos factores se obtuvo del modelo de elevación digital de la cuenca
utilizando el programa ArcGis 10.1. De este modelo se obtuvieron la inclinación de la pendiente
y la acumulación del flujo (condicionada a 150 m), los cuales son parámetros utilizados en la
ecuación 10, presentada por Belasri & Lakhoulli (2016) para la obtención del ráster del factor
LS.
𝐿𝑆 =(𝐹𝑙𝑜𝑤𝑎𝑐𝑐 × 𝑐𝑒𝑙𝑙 𝑠𝑖𝑧𝑒)
22.13
0.4
×(𝑠𝑖𝑛𝑆𝑙𝑜𝑝𝑒)1.3
0.0896
Ecu. 10
Donde:
Flowacc = número de celdas que contribuyen al flujo en una celda dada
Cell size = longitud del tamaño de un lado de las celdas
Sinslope = grado de la pendiente en radianes.
7.4.1.4 Factor C
La cobertura y el manejo del suelo (Factor C), no pueden ser evaluados independientemente,
puesto que su efecto combinado, es resultado de muchas interrelaciones significativas. El valor
de este factor es una función de las combinaciones entre cobertura, secuencia de cultivos,
prácticas de manejo y del estado de crecimiento y desarrollo de la cobertura vegetal al momento
en que actúa el agente erosivo. La metodología propuesta por Wischmeier y Smith, permite
determinar los valores del factor C para las rotaciones de los cultivos y las prácticas de manejo
que se encuentran en los Estados Unidos, para otros países, la información detallada para
43
calcular el factor C de esta manera no siempre existe y puede ser más apropiado usar valores
anuales promedio (Wischmeier y Smith, 1978).
Debido a que en El Salvador no se cuenta con la información requerida para el cálculo del factor
C se procedió, a partir del mapa de uso de suelos proporcionado por el CENTA, a la
identificación de los diferentes usos de suelo en la cuenca del río Tamulasco, asignándoles el
valor del Factor C correspondiente, a partir de los datos de referencia propuestos por Dumas
(2012), Melchor & Chagoya (2016), y Morgan (2005) los cuales corresponden a investigaciones
realizadas en latitudes tropicales con sistemas de cultivos similares a la zona de estudio; así
como también a datos promedio anuales de Factor C, respectivamente, siguiendo la
metodología propuesta por Wischmeier y Smith (1978).
7.4.2 Método del Cesio 137 (137Cs)
Para obtener el inventario de 137Cs se establecieron 6 parcelas de investigación más 2 de
referencia, cada una con una superficie de 100 m2 y tomando en consideración el uso de suelo,
generalmente agrícola (Figura 4). En cada una de estas parcelas se obtuvieron cinco núcleos
de suelo, por medio de un muestreador tipo T de 40 cm de longitud y 10 cm de diámetro, el
cual era clavado mediante el golpeteo manual con almágana y posteriormente extraído del suelo
utilizando un sistema manual de palanca; una vez obtenido el núcleo, éste era dividido en dos
secciones, de 0 a 20 cm y de 20 a 40 cm de profundidad.
Posterior a su colecta, las muestras fueron trasladadas al CENTA, en donde fueron secadas
durante 24 h a 60ºC y homogeneizadas con un tamiz de 1 mm de luz de malla, posterior a ello,
fueron trasladas al LABTOX-UES, en donde se midió la actividad del radionúcleo por medio
de espectrometría gamma, utilizando el equipo ORTEC HPGe Gem50P4-83 con un detector de
86 mm de Germanio ultra puro, previamente calibrado durante periodos de 48 h. Con los valores
de actividad obtenidos se procedió al cálculo del inventario mediante la siguiente ecuación:
𝐼𝑀 = (𝐴𝐸𝑆𝑀 ∗ 𝐶𝑃𝐹)
𝐴𝑆𝐻 Ecu.11
Donde:
IM = Inventario de 137Cs de la muestra (Bq/m2) AESM = Actividad específica de la muestra (Bq/kg). CPF = Peso corregido de la muestra analizada (kg) ASH = Área superficial horizontal de la muestra
Posterior a la obtención del inventario total de 137Cs se procedió al cálculo del porcentaje de
redistribución de Cesio, el cual se determinó a través de la expresión:
44
𝑋(%) = (𝐼 − 𝐼𝑟𝑒𝑓
𝐼𝑟𝑒𝑓) × 100 Ecu.12
Donde:
I = Inventario total de 137Cs del sitio de estudio. Iref = Inventario total de 137Cs del sitio de referencia
La determinación de la pérdida de suelo fue realizada por el modelo proporciona propuesto por
Walling et al (2002), citado por Sibello & Febles (2011) (Ecu.8).
𝑌 = 10 (𝐵𝑑𝑋
100𝑇) Ecu.13
Donde:
Y = Pérdida anual de suelo (ton/ha/año) B = Densidad del suelo (Kg/m3) d = Profundidad del arado (m) X = Porcentaje de reducción del inventario total de 137Cs T = Tiempo transcurrido desde el inicio de la acumulación del 137Cs (años).
7.4.3 Carga de Sedimentos
La estimación del transporte de sedimento se realizó en dos puntos de la cuenca (Figura 4Figura
4. Ubicación de los sitios de muestreo.). En cada uno de ellos se colocaron trampas fabricadas
con tubos de PVC de 1 metro de longitud y 4 pulgadas de ancho (Figura 5), los cuales se
encontraban tapados en ambos extremos y contaban con un tubo de entrada y salida de 1
pulgada de diámetro, los cuales se colocaban en paralelo en la sección media del río, anclados
en durmientes fabricados con varilla corrugada de una pulgada de diámetro y 1.5 metros de
longitud sobre el lecho del río en lapsos de 7 días durante el período lluvioso de junio a octubre
del 2016. Los datos del caudal del río fueron tomados de los valores reportados por la estación
“La Sierpe” del MARN
Figura 5. Diseño y dimensión de las trampas de sedimento.
45
El cálculo del transporte de sedimentos suspendidos se realizó mediante la metodología
propuesta por Roldan (2008), presentada en la ecuación 14, mientras que para los sedimentos
de fondo se empleó una variante de la metodología empleada por Helley & Smith 1971,
empleada por CVC (2007) para sedimentos de fondo, la cual está dada por la ecuación 15.
𝑄 = 𝐷 × 𝑐 × 𝑓 Ecu.14
Donde:
Q = Carga de solidos suspendidos
D = Caudal
c = Concentración del material suspendido
f = Factor de conversión a Ton/día.
𝐶𝑆 = ((𝑝𝑠 × 𝐹1)
(𝐴𝑇 × 𝑇)) × 𝐴 × 𝐹2 Ecu.15
Donde:
CS = Carga de sedimentos
ps = Peso seco de la muestra
F1 = Factor de corrección por tamaño de la partícula (1.5 limo).
AT = Diámetro de la boquilla de entrada en m
A = Longitud del ancho del cauce
T = Tiempo de muestreo
F2 = Factor de corrección del tiempo.
46
8 RESULTADOS Y DISCUSIÓN.
8.1 Análisis morfométrico.
8.1.1 Generalidades.
La cuenca del río Tamulasco posee un área de 106.07 km2 en la cual habitan alrededor de 53
mil personas distribuidos en 10 municipios, siendo el municipio de Chalatenango el más
densamente poblado (VI censo poblacional del 2007). Posee un rango altitudinal entre los 245
y los 1551 msnm, dividido en 3 secciones (Figura 6), el régimen de lluvias ronda los 2200 mm
al año y de acuerdo a la clasificación de vida de Holdrige se cataloga como clima de bosque
húmedo tropical transición sub tropical.
Figura 6. División de la cuenca del río Tamulasco.
47
Posee un sistema de pendientes generalmente escarpadas (entre el 10 y el 86%); en la parte alta
(630 - 1550 msnm), compuesta por los municipios de Ojos de Agua, La Laguna y las Vueltas,
posee vegetación natural de asociaciones de pino roble; su cuenca media (315 – 630 msnm),
ocupada casi en su totalidad por el municipio de Chalatenango, funciona como un embudo que
concentra sus aguas a la altura de la cabecera departamental, ensanchándose a medida que se
acerca hacia el Embalse Cerrón grande donde desemboca a la altura del municipio de
Azacualpa.
8.1.2 Suelos.
De acuerdo a la clasificación USDA, la cuenca del río Tamulasco posee 3 tipos de suelo (Tabla
3), entre los cuales predominan los latosoles arcillo rojizos del orden Alfisoles, de textura franco
arcillo arenosa, con un contenido promedio de materia orgánica del 4 %. La capacidad de uso
de éstos los ubica como tierras aptas para forestería y producción a largo plazo, a pesar de ello,
en la actualidad los usos que posee son muy diversos, desde bosques naturales de coníferas y
cultivos de subsistencia en la parte alta, hasta zonas de inundación, cultivo de caña, arrozales y
potreros en la cuenca baja.
Cabe mencionar que a pesar de que los cultivos de subsistencia son a pequeña escala, debido a
su proximidad al Área Natural Protegida “La Montañona”, se deben de vigilar para controlar el
avance de la frontera agrícola y la extracción de leña.
Tabla 3. Tipos, capacidades y uso de suelo de la cuenca del río Tamulasco.
Grupo USDA Orden Área
Área por clases
I – III1 VII 2 Urbano
Km2 % Km2 % Km2 %
Grumosoles, litosoles y
latosoles arcillo rojizos
Vertisoles
y Alfisoles 5,82 5,5 5,1 0,1 0,1 0,2 0,2
Latosoles arcillo
rojizos y litosoles Alfisoles 99,59 3,0 2,8 96,3 90,8 0,3 0,3
Regosoles y aluviales Entisoles 0,66 0,3 0,3 0,4 0,4 0,0 0,0
Área total 106,1 8,2 91,2 0,5
Fuente: Mapa de Capacidad de Uso de Suelos de El Salvador, escala 1:1000000.
1. Clase I -III: Tierras aptas para forestales de producción, forestería social y ambiental, producción a largo plazo
2. Clase VII: Tierras aptas para agricultura intensiva, mecanizarle, cultivos anuales, ganadería intensiva y forestales de producción
8.1.3 Morfometría
De acuerdo a sus características morfométricas (Tabla 4) la cuenca del río Tamulasco se
clasifica como una cuenca de orden 5, de forma alargada (Ic = 1.64), con una moderada densidad
48
de drenaje, un tiempo de concentración rápido (20.47 min) y un relieve muy montañoso (Km =
7.96) influenciado por un sistema de pendientes escapadas (30 - 60 %).
Tabla 4. Parámetros morfométricos generales de la cuenca del río Tamulasco.
DESCRIPCIÓN Unidades Valor
Superficie
Área Km2 106,01
Perímetro de la cuenca Km 59,68
Longitud axial Km 15,80
Cotas
Cota máxima msnm 1551
Cota mínima msnm 245
Centroide
X centroide m 508220,63
Y centroide m 325165,47
Z centroide msnm 844,05
Altitud
Altitud media msnm 844,05
Altitud más frecuente msnm 450,00
Altitud de frecuencia media (1/2) msnm 595,00
Pendiente
Pendiente promedio de la cuenca % 45,89
Red Hídrica
Longitud del curso principal km 25,43
Orden de la Red Hídrica UND 5,00
Longitud de la red hídrica km 141,36
Pendiente Promedio de la Red Hídrica % 20,35
Parámetros Generados
Tiempo de concentración Kirpich (h) 0,34
Kirpich (min) 20,47
Pendiente del cauce principal m/km 9,07
Factor de Forma (Horton)
0,42
Coeficiente de Gravielus (Ic)
1,64
Coeficiente de Masividad (Km) m/km2 7,96
Densidad de drenaje
1,33
Fuente: Elaboración propia.
El sistema de pendientes en conjunto con una moderada densidad de drenaje (Fuentes, 2004;
Gaspari et al, 2012) y un régimen pluvial alto (2100 mm/año), genera procesos de erosión
laminar que favorecen el transporte de sedimentos de la cuenca hacia el embalse; su forma
alargada y la longitud del cauce principal (25,43 km) aumentan el tiempo de concentración,
provocando que la respuesta de la cuenca a la concentración de lluvias torrenciales sea menos
efectiva, lo cual propicia la generación de caudales pico que representan un peligro de
inundación para los terrenos, generalmente planos, de la cuenca baja, especialmente en los
cantones San José (Chalatenango), El Matazano, El Salitre (San Miguel de Mercedes), Cuesta
de Marina (Azacualpa) y San Bartolo, aunque este último de manera indirecta por encontrarse
cercano a la desembocadura del Tamulasco en el Embalse Cerrón Grande.
49
8.1.4 Relieve.
La cuenca del río Tamulasco presenta una altitud máxima de 1551 y una mínima de 245 msnm,
con una frecuencia altitudinal media de 578 msnm, su curva hipsométrica (Figura 7) posee una
forma típica de cuencas maduras en equilibrio (CATIE, 2011), las cuales según Strahler, (1952),
poseen un poder erosivo atenuado en comparación a las cuencas de reciente data, debido a que
se consideran como cuencas sedimentarias, en las que el desgaste de las zonas altas ha originado
zonas de depósito y valles al interior de la misma.
Figura 7. Curva hipsométrica y gráfica de frecuencias altitudinales de la cuenca del río
Tamulasco
8.1.5 Índice de Posición Topográfica.
Para el análisis del TPI en la cuenca del río Tamulasco, se realizó la evaluación de celdas
proximales a 50 y 1200 metros de longitud, debido a que este índice es altamente dependiente
de la escala espacial y de la complejidad topográfica (Weiss, 2001). Los resultados de esta
evaluación muestran que en la Figura 8a, existen muchas líneas que corresponden a zonas de
crestas y hondonadas, observándose un mayor detalle en los laterales de las montañas, las cuales
se dibujan de mejor forma dada la proximidad de las celdas que participan en el análisis.
Mientras tanto, en la Figura 8b, las crestas de montañas y hondonadas se dibujan de forma más
amplia y se pierde el detalle de la ladera, lo cual contrasta con las observaciones realizadas por
Weiss, 2001; Ilia, Rozo y Koumantakis, 2013 y Seif, 2014, quienes indican que, a mayor
distancia en el análisis proximal, se presentan una visualización más clara de la topografía en
áreas de mayor extensión territorial como es el caso de las cuencas.
0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14% 16% 18% 20%
245
445
645
845
1045
1245
1445
1645
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
% de Àrea entre curvas
Elev
aciò
n (
msn
m)
% de Àrea acumulada
50
Figura 8. Comparativa de dos escalas de TPI para la cuenca del río Tamulasco.
Los ráster obtenidos de TPI a 50m y 1200m fueron combinados utilizando la extensión de
creada por Jenness, para obtener el mapa de clasificación del relieve de la cuenca del Tamulasco
51
(Figura 9), en el cual se observa la predominancia de cimas montañosas y cañones en la parte
alta de la cuenca; mientas que en la parte baja predominan los valles en forma de U,
características que nos brindan una primera aproximación al potencial erosivo de la cuenca
debido a su relieve accidentado y coincide con la categorización obtenida de acuerdo a su valor
de masividad.
Figura 9. Clasificación de las formas del relieve de la cuenca del río Tamulasco
8.1.5.1 Perfil longitudinal del cauce principal
El cauce principal del río Tamulasco se origina a los 1550 msnm aproximadamente, en el
macizo montañoso de los municipios de Ojos de Agua y La Laguna, recorre una distancia de
25,43 km hasta desembocar en el Embalse Cerrón Grande (Figura 10). Este descenso de
superior a los 1000 m desde la cabecera hasta el embalse, permite que existan en la cuenca
diversas zonas de vida, favoreciendo la diversidad ecológica.
52
Figura 10. Perfil longitudinal del río Tamulasco y poblados importantes.
En la parte alta el cauce principal de la cuenca del río Tamulasco presenta un lecho rocoso
encañonado, con peñascos y rocas de gran tamaño, y una pendiente aproximada del 14%, lo
que hace que la ocurrencia de inundaciones en esta zona sea casi nula. La influencia de las
lluvias orográficas permite una mayor remoción de suelo provocando procesos de erosión,
transportando material de tamaño diverso y aunque no existen zonas de depósito, en las pozas
y meandros es común encontrar un lecho arcilloso y con alto contenido de materia orgánica.
(Figura 11).
Figura 11. Cauce del río Tamulasco, parte alta.
En la zona media de la cuenca (Figura 12), la altura de las márgenes disminuye y hay un
ensanchamiento de su sección transversal y aunque su lecho se conserva aún rocoso, el tamaño
de los cantos rodados se reduce considerablemente, así como también su pendiente ( 8%); el
53
uso del suelo por la agricultura, ya sea intensiva o de subsistencia, influye de manera
significativa en la remoción del mismo (sección 8.1.2), lo cual, en presencia de una densidad
de drenaje mucho mayor en comparación a la de la parte alta, conduce considerables cantidades
de sedimento al cauce principal, propiciando la formación de bancos de arena y la acumulación
de materia orgánica en el lecho.
A
B
Figura 12. Comparativa entre el ancho del cauce. A) Cauce del río Tamulasco, parte alta;1-
cauce encañonado, 2- anchura reducida, 3- lecho con rocas de gran tamaño B) Cauce del río
Tamulasco, parte media. 1- disminución en la altura del márgen, 2- aumenta el ancho del río,
3- el tamaño de las rocas del lecho disminuye.
En la cuenca baja, el ensanchamiento del cauce principal es menor, por ejemplo, a la altura de
la carretera Longitudinal del Norte, el cauce posee cerca de 100 metros de ancho. Este
ensanchamiento y la disminución de la pendiente (2 %), provoca una reducción en la velocidad
del caudal, promoviendo la formación de grandes bancos de arena, especialmente en la
intersección del río con el embalse Cerrón Grande.
En esta zona es importante considerar la fluctuación de las aguas del embalse, ya que durante
el periodo lluvioso, estas aumentan, y con la llegada de fuertes crecidas (sección 8.1.3), la
dinámica de la zona se ve afectada, principalmente en la resuspensión de material edáfico, el
cual llega hasta el embalse y puede contribuir a incrementar las tasas de sedimentación del
mismo.
54
8.2 Estimación de la pérdida de suelo.
8.2.1 Ecuación Universal de Pérdida de Suelo (USLE).
El régimen pluviométrico observado en la cuenca del río Tamulasco se caracteriza por presentar
dos épocas fuertemente marcadas; una seca entre los meses de diciembre a marzo y otra lluviosa
entre los meses de abril a noviembre, esta última presenta sus valores máximos de precipitación
entre los meses de septiembre y noviembre para el período analizado. Los valores de
erodabilidad de la lluvia (Factor R ver anexo 3) en la cuenca disminuyen de oeste a este y se
encuentran entre los 1188.57 a los 1308.17 MJ.mm.Ha-1.h-1 (Figura 13), lo cual según Almoza,
Ruiz & Alonso (2007), se tipifican como de Baja erodabilidad.
Figura 13. Factor R, erodabilidad de la lluvia.
55
Por otro lado, el análisis de suelos de la cuenca demuestra que estos poseen mayoritariamente
un alto contenido de materia orgánica, una estructura de bloque laminar masiva y una
permeabilidad lenta, probablemente debido a su alto contenido de arcillas (Anexo 4). Dadas
las características anteriores, al observar la figura 14, podemos observar que en la parte baja de
la cuenca los suelos son mayormente tendientes a erosionarse que en la parte alta.
Figura 14. Factor K, erodibilidad del suelo.
Los valores obtenidos en el análisis del factor LS (longitud y grado de la pendiente, figura 15),
contrastan con los resultados obtenidos del Factor K, es decir, de acuerdo a su estructura, los
suelos son mayormente tendientes a erosionarse en la cuenca baja del Tamulasco, pero por su
sistema de pendientes la tendencia a erosionarse radica en la cuenca alta del río, lo cual
56
concuerda con la literatura citas y con la forma de la curva hipsométrica obtenida para esta
cuenca.
Figura 15. FactorLS, longitud y grado de la pendiente.
Finalmente, en la superficie de la cuenca, de acuerdo al mapa oficial se identificaron 14 usos
de suelo, entre los cuales destacan los cultivos anuales y de granos básicos, así como aquellos
destinados a la producción de pastos, los cuales predominan hacia el sur de la cuenca, en donde
la actividad ganadera es más intensiva; al norte de la cuenca se encuentran principalmente
relictos de bosque primario, asociados probablemente a la fragmentación ecológica del Área
Natural Protegida La Montañona (figura 16).
57
Figura 16. Factor LS (Longitud y grado de la pendiente).
Una vez obtenidos los factores R, K, LS y C, se procedió a obtener el mapa de pérdida de suelos
de la cuenca del río Tamulasco en Ton/ha/año (Figura 17) el cual fue clasificado según los
criterios palnteados por la FAO/UNESCO/PNUMA, observándose que la erosión considerada
de moderada a severa ocupa el 45.8% de la superficie de la cuenca (Tabla 5)
Tabla 5. Clasificación del grado de erosión según la clasificación de la FAO.
Erosión Área de la cuenca (km2)
Rango Tipo
<10 Ligera 57.42
10 – 50 Moderada 12.18
50 – 200 Alta 28.36
>200 Severa 8.04
Elaboración propia con base a FAO/UNESCO/PNUMA.
58
Figura 17. Factor A, Pérdida de suelo en Ton/ha/año según el modelo USLE.
Posteriormente se realizó un análisis estadístico (Tabla 6), en el cual se evaluó la correlación
de cada uno de los factores R, K, LS y C con el factor A, determinándose que el factor LS es el
más influyente sobre la pérdida de suelo en la cuenca del río Tamulasco, seguido por la
cobertura del suelo. Esto puede visualizarse al comparar la figura 17 con los mapas de las Figura
2 y Figura 9, en los cuales se observa que las formas de relieve catalogadas desde pendientes
medias abiertas hasta cimas de montaña y con zonas de uso de suelo destinado al cultivo de
pastos con cultivos y granos básicos, son las que poseen un mayor grado de pérdida de suelo.
Esto pone de manifiesto que un suelo por sus características naturales puede ser tendiente a
erosionarse, pero que, con la intervención humana, este fenómeno puede verse acentuado
debido a las malas prácticas de labranza y la falta de medidas de retención de suelo coincidiendo
con lo planteado por Sinha & Joshi (2012).
59
Tabla 6. Correlación entre los diferentes factores de la USLE
Correlación de Sperman.
Factor R Factor K Factor LS Factor C
Pérdida de suelo
Coeficiente de Correlación
-0,370 -0,104 0,760 0,480
Valor P (bilateral)
0,447 0,032 0,000 0,000
Elaboración propia. Correlaciones significativas en el nivel de 0.05
8.2.2 Metodología del Radionúclido 137Cs.
Como análisis complementario a la estimación de la pérdida del suelo por el método USLE, se
realizó el análisis del radionúclido 137Cs, para el cual se realizó la extracción de 24 núcleos de
suelo, 3 por cada parcela de trabajo y 3 de cada sitio de referencia, de estos, se procesaron 15,
4 parcelas y un sitio de referencia, los restantes fueron descartados pues al momento del
procesamiento se observó que la capa de suelo era muy pequeña (10 a 15 cm) seguida de un
material endurecido conocido comúnmente como “talpetate”, el cual no es capaz de retener el
137Cs; la distribución y relieve de los sitios de estudio se muestran en la Figura 1818.
Figura 188. Detalle de los sitios de muestreo del 137Cs.
60
A continuación, en la ¡Error! La autoreferencia al marcador no es válida. se detallan los valores de actividad específica para cada sitio de muestreo,
así como el valor de la erosión en cada una de las parcelas de estudio.
Tabla 7. Estimación de la pérdida de suelo por el método del 137Cs.
ID
USO DEL SUELO PROFUNDIDAD (cm)
INVENTARIO DE 137 Cs (Bq/m2) % DE DISTRIBUCIÓN
DESCRIPCIÓN EROSIÓN
(Ton/Ha/año) Sección Total
Sitio de Referencia
Patio de cementerio 0 -20 0,64
1,22 Ref. Ref. Ref. 21- 40 0,58
SITIOS DE ESTUDIO
Sitio 1 Cultivos anuales 0 -20 0,58
1,12 -7,95 Erosión 18,40 21- 40 0,54
Sitio 2 Pastos 0 -20 0,44
1,16 -5,02 Erosión 11,61 21- 40 0,72
Sitio 3 Cultivo de maíz 0 -20 0,45
0,77 -36,64 Erosión 84,76 21- 40 0,33
Sitio 4 Cultivos anuales 0 -20 0,43
1,11 -9,39 Erosión 21,72 21- 40 0,67
• Los cultivos anuales, tales como el maíz, frijoles y el arroz, se realizan en rotativo, es decir que durante el mismo año hidrológico el campesino
puede producir los tres tipos de cultivo o dos de ellos, generalmente no se deja descansar la tierra y en este caso, todos son catalogados como
cultivos de ladera.
61
Los inventarios en países cercanos como Nicaragua y Cuba reportan valores promedio de
distribución vertical de cesio de 224.81 Bq/m2 (Caballero, 2016) y 116.12 Bq/m2 (Sibello &
Febles, 2011) respectivamente; la cuenca del río Tamulasco posee inventarios muy inferiores
en comparación a otros sitios de la región, lo cual probablemente se deba al sistema de
pendientes de la zona, que como señala Soto et al (2000), las zonas de escarpe poseen siempre
pequeñas concentraciones de 137Cs, además es posible señalar que la composición y estructura
del suelo también incide en estos inventarios, debido a que las zonas en donde se tomaron las
muestras para cesio, poseen valores altos de erodabilidad (Figura 15).
8.3 Carga de sedimentos
La carga de sedimentos únicamente se pudo medir de forma continua en el punto A (Puente las
vueltas) debido a que las trampas colocadas en el punto B (Calle a reubicación – ver Figura 4),
en 3 de los 5 meses de muestreo, no pudieron ser recuperadas debido a que fueron arrastradas
por la corriente del río, a pesar de ello, en los meses de junio y julio se observa un aumento en
los valores de la carga sedimentaria en el punto B respecto al punto A (Tabla 8).
Tabla 8. Carga de sedimentos del río Tamulasco.
MES CAUDAL m3/seg
A B
Carga de Sedimentos Carga de Sedimentos
Suspendidos (Ton/día)
Fondo (Ton/año)
Suspendidos (Ton/día)
Fondo (Ton/año)
Junio 1,39 16,80 1,36 48,14 8,53
Julio 2,30 1472,15 9,00 1630,77 165,95
Agosto 2,66 1351,19 67,79 -- --
Septiembre 1,90 451,65 28,31 -- --
Octubre 1,14 2,91 0,18 -- --
Durante el mes de julio, el cual presentó los valores más altos de carga de sedimento para el
período de muestreo, pudo observarse un incremento cercano al 95% en los sedimentos de
fondo del punto B respecto al punto A, si bien es cierto, lo sedimentos suspendidos poseen un
mayor orden de magnitud que los de fondo, estos por su naturaleza, al ingresar al embalse
Cerrón Grande muy probablemente sean llevados aguas abajo y no pasen a formar parte de los
sedimentos del embalse, mientras que los sedimentos de fondo se depositarán más fácilmente
en la desembocadura del Tamulasco, ocasionando una disminución del volumen útil del
embalse en esta zona. Desgraciadamente, esta relación no pudo ser comprobada durante esta
investigación debido a la falta de datos de los meses posteriores.
62
9 CONCLUSIONES
El sistema de pendientes y la densidad de drenaje de la cuenca del río Tamulasco permiten que
ésta tenga un tiempo de concentración corto. De acuerdo a los valores del factor de forma y
coeficiente de compacidad de la cuenca, se esperaría que el tiempo de concentración fuese
largo, debido a que habría irregularidad en las distancias que la lluvia debería de recorrer desde
cualquier punto de la cuenca hacia el punto de salida, esta situación, sin embargo, se ve superada
debido al tipo de pendientes imperantes en la cuenca alta y media de la misma, las cuales van
desde escarpadas (10 – 60 %) hasta muy escarpadas (> 60%) lo cual se ve reflejado en el
coeficiente de masividad y las formas del terreno (desde pendientes medias hasta cimas de
montaña) obtenidas a partir del TPI , favoreciendo el escurrimiento y por ende la concentración
del agua, que a su vez contribuirá al movimiento de suelo en la cuenca.
El análisis de la erosión por medio de la aplicación del modelo USLE y la técnica nuclear de
137Cs responden a escalas de medición de pérdida de suelo diferentes, mientras que la USLE
realiza una valoración del área a nivel regional, local o puntual, la metodología del 137Cs lo
hace únicamente a nivel puntual, por tanto, la implementación de cada una de ellas dependerá
del objetivo que se persiga, siendo la metodología USLE la más flexible para trabajar a nivel
de cuenca, ya que resulta de gran utilidad en la identificación de zonas prioritarias para realizar
acciones u obras de conservación de suelo, especialmente en cuencas montañosas como la del
Tamulasco.
La aplicación del modelo USLE en la cuenca del río Tamulasco indica que la escarpada
inclinación de las pendientes y la longitud de las mismas, más la compactación del suelo debido
a las inadecuadas prácticas de cultivo y el sobrepastoreo de algunas zonas de la cuenca media,
limitan la capacidad de infiltración de los suelos, favoreciendo el escurrimiento y transporte de
sedimentos; en contraste la técnica nuclear de 137Cs, determinó que las parcelas de estudio en
el 100% de los casos poseen procesos de pérdida de suelo, catalogándose de moderadas a altas
(de 11.61 a 84.76 Ton/ha/año) de acuerdo a los valores propuestos por la FAO, los cuales
aplican igualmente para el modelo USLE.
La carga promedio de sedimentos estimada a la altura del municipio de Las Vueltas (cuenca
alta) durante el período de estudio fue de 2.41x105 Ton/año, lo que representa una pérdida anual
del 0.0071% del volumen útil del embalse (1297x106 m3 para 1999); si bien es cierto estos
valores parecen muy bajos hay que considerar que son datos parciales y que responden
únicamente a la cuenca del Tamulasco, por lo que, a pesar de los problemas técnicos ocurridos
para obtener esta estimación, replicar esta metodología resultaría de gran utilidad para
63
establecer un valor de seguridad y utilizarlo como criterio de protección de suelo en las cuencas
tributarias del Embalse Cerrón Grande, prolongando la vida útil del embalse.
Dadas las características morfométricas y socioeconómicas de la cuenca del río Tamulasco se
propone como medida de conservación de suelos, la reforestación de la cuenca alta con especies
arbóreas autóctonas tales como Swietenia mahagoni, Samanea saman, Caiba pentandra,
Cedrela odorata, Enterolobium cyclocarpum, Albizia caribaea, Liquidambar styraciflua,
Juglans regia y Schinopsis balansae, las cuales permitirán minimizar el grado de deforestación
de la zona, revertir el avance de la frontera agrícola y aumentar los servicios ecosistémicos del
bosque en cuanto a la infiltración de agua y reducción de la erosión se refiere, en el anexo 3 se
describe con mayor detalle el tipo de especie y la forma de utilizarlas.
64
10 RECOMENDACIONES
A CEL
• Utilizar el mapa de pérdida de suelo para categorizar la prioridad de las zonas a
intervenir con las acciones del proyecto vida y la propuesta de reforestación planteada
en el anexo 3 de este documento.
• Aplicar el modelo USLE en las cuencas que drenan al Embalse Cerrón Grande para
estimar la producción actual de sedimentos y caracterizar los procesos erosivos de
dichas cuencas en aras de intervenirlas dentro del proyecto vida.
• Establecer un programa de monitoreo permanente de los parámetros contemplados en
este estudio para mantener una base de datos fiable para la implementación de modelos
predictivos.
• Establecer alianzas estratégicas con el LABTOX-UES para la implementación de
nuevas tecnologías tanto en el análisis de radionúclidos, así como también en otras con
las que cuenta dicho instituto de investigación.
A CENTA.
• Establecer un programa de extensionismo que capacite a los productores de las regiones
de la cuenca alta del Tamulasco para que puedan ejercer un uso sustentable de los
recursos de la zona (Aplica de igual forma a CEL).
• Establecer alianzas estratégicas con el LABTOX-UES para la implementación de
intercambio de nuevas tecnologías, tanto en el análisis de radionúclidos, así como
también en otras con las que cuentan ambos centros de investigación.
• Desarrollar programas de investigación orientados al recurso suelo en la zona norte del
departamento de Chalatenango con el propósito de crear una amplia base de datos sobre
este recurso.
Al MARN.
• Acompañar de manera más intensa el trabajo de las Unidades Ambientales de los
municipios de la cuenca del río Tamulasco con el fin de preservar los recursos naturales
de la zona.
• Desbloquear la información ambiental necesaria para la realización de proyectos de
investigación y otros de tipo comunal que requieran la información resguardada por el
ministerio.
65
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Weiss, A. (2001). Topographic Position and Landforms Analysis. Seattle WA: The Nature
Conservancy, Northwest Division.
Zavala Cruz, J., Palma López, D., Fernandéz C., C., López C., A., & Shirma T. , E. (2011).
Degradación y conservación de suelos en la cuenca del Río Grijalva, Tabasco.
Villahermosa, Tabasco, México: Colegio de Postgraduados, Secretaría de Recursos
Naturales y Protección Ambiental y PEMEX.
72
12 ANEXOS.
Anexo 1: Fotografías
Anexo 1. 1. Prueba de infiltración por el método de Porchet
.
Anexo 1. 2. Recolección de Muestras de suelo.
Anexo 1. 3. Preparación de muestras de suelo para prueba de Bouyoucos.
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Anexo 1. 4. Procesamiento de muestras para prueba de Bouyoucos.
Anexo 1. 5. Coloración de suelos, prueba de Bouyoucos
Anexo 1. 6. Medición con Hidrómetro, prueba de Bouyoucos
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Anexo 1. 7. Acidificación de muestras para determinación de materia orgánica por titulación.
Anexo 1. 8. Instalación de durmientes para trampas de Sedimentos.
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Anexo 1. 9. Trampas de sedimento instaladas.
Anexo 1. 10. Instalación de trampas de sedimento con durmientes tipo T
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Anexo 1. 11. Recuperación y vaciado de trampas de sedimento.
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Anexo 1. 12. Extracción de muestras para análisis de cesio 137. 1)Introducción del
muestreador. 2) Extracción del muestreador. 3) separación y codificación de las muestras. 4)
Instrumentos.
Anexo 1. 13. Evidencia de erosión en riles, cueca alta del río Tamulasco.
Anexo 1. 14. Evidencia de deforestación. Parcela de cultivo de granos básicos.
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Anexo 2. Ejemplo de formato utilizado para pruebas de infiltración.
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Anexo 3. Análisis de lluvia.
Tabla 5. Lluvia promedio anual (mm)
Estación LLUVIA PROMEDIO ANUAL (mm) Promedio
multianual 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Chorrera del Guayabo 2319,50 1934,30 2204,80 2120,60 2359,30 2102,20 2265,40 2176,00 1987,40 1842,10 1964,60 2116,02
Cerrón Grande 2135,10 1766,00 2138,60 2096,00 2286,90 2032,30 1998,60 1938,50 1880,80 1775,30 1549,24 1963,39
Concepción Quezaltepeque 2419,00 1886,00 2511,00 2084,00 2472,00 3022,00 1991,65 2339,60 1716,50 1667,92 1844,65 2177,67
La Laguna 2349,90 1856,79 1093,28 2223,47 2355,70 2733,00 1781,78 2403,90 1682,21 1762,40 1978,10 2020,05
Suchitoto 2218,26 1767,00 2057,10 2103,80 2125,00 2579,00 1776,00 1961,86 1383,67 1572,51 1893,80 1948,91
Tabla 6. Valores IMF
Estación IMF IMF
multianual 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Chorrera del Guayabo 330,02 316,65 366,31 332,95 387,05 356,29 341,55 334,70 331,91 253,46 305,09 332,36
Cerrón Grande 334,22 263,20 370,51 314,60 396,95 341,01 296,12 311,88 280,08 230,33 244,15 307,55
Concepción Quezaltepeque 349,71 302,66 397,55 342,77 436,83 505,24 337,30 350,10 345,71 276,43 280,06 356,76
La Laguna 335,10 288,35 194,02 375,42 402,16 425,37 283,79 381,52 272,52 259,81 314,86 321,17
Suchitoto 346,21 276,52 331,98 358,01 354,42 452,05 261,25 336,27 254,85 270,94 306,21 322,61
Tabla 7. Valores de erosividad de lluvia (Factor R - USLE)
Estación FACTOR “R” ESTIMADO FACTOR R
multianual 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Chorrera del Guayabo 1231,65 1178,59 1376,37 1243,28 1459,52 1336,33 1277,54 1250,27 1239,16 929,84 1132,79 1241,40
Cerrón Grande 1248,33 967,91 1393,20 1170,46 1499,30 1275,37 1097,35 1159,66 1034,19 839,75 893,48 1143,55
Concepción Quezaltepeque 1310,06 1123,22 1501,74 1282,40 1660,25 1938,49 1260,61 1311,63 1294,12 1019,81 1034,12 1339,68
La Laguna 1251,85 1066,72 699,52 1412,88 1520,28 1613,90 1048,78 1437,32 1004,48 954,66 1171,47 1198,35
Suchitoto 1296,11 1020,18 1239,43 1343,21 1328,86 1721,92 960,31 1256,51 935,28 998,29 1137,22 1203,39
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Anexo 4. Cálculos utilizados en la elaboración del ráster del factor K
Tabla 8. Parámetros de campo utilizados para el cálculo del Factor K
Sitio de Muestreo
Materia Orgánica Estructura Permeabilidad Granulometría
% de M.O Clasificación FAO
Descripción Valor índice
(cm/h) Clasificación FAO
% Limo % Arcilla % Arena
SITIO 1 3.31 Medio Granular fina 2 0.48 Lenta 18 62.72 19.28
SITIO 2 1.1 Bajo Bloque laminar masiva 4 0.35 Lenta 20.72 56.72 22.56
SITIO 3 4.83 Alto Bloque laminar masiva 4 0.41 Lenta 18.36 52.72 28.92
SITIO 4 3.59 Medio Granular gruesa 3 0.3 Lenta 24.72 52.72 22.56
SITIO 5 5.24 Alto Bloque laminar masiva 4 5.08 Moderada 18.72 54.72 26.56
SITIO 6 4.28 Alto Bloque laminar masiva 4 0.51 Moderadamente lenta 22.72 58.72 18.56
SITIO 7 4.14 Alto Granular gruesa 3 2.86 Moderada 16.72 64.72 18.56
SITIO 8 6.35 Alto Bloque laminar masiva 4 0.72 Moderadamente lenta 18.72 55.28 26
SITIO 9 2.9 Medio Granular gruesa 3 1.97 Moderadamente lenta 17.08 58.6 24.32
SITIO 10 5.11 Alto Granular gruesa 3 1.36 Moderadamente lenta 18.72 56.96 24.32
SITIO 11 4.55 Alto Bloque laminar masiva 4 63.52 Muy rápida 18 53.68 28.32
SITIO 12 1.79 Bajo Granular gruesa 3 0.35 Lenta 6.36 67.68 25.96
SITIO 13 3.86 Medio Granular gruesa 3 0.61 Moderadamente lenta 16.72 56.96 26.32
SITIO 14 3.59 Medio Bloque laminar masiva 4 2.67 Moderada 14.72 60.96 24.32
SITIO 15 5.24 Alto Bloque laminar masiva 4 1.9 Moderadamente lenta 19.36 52.68 27.96
SITIO 16 5.52 Alto Granular gruesa 3 7.2 Moderadamente rápida 18.72 59.68 21.6
* A partir de estos valores y utilizando la ecuación 3 se generó la tabla 11, la cual contiene los valores de K utilizado para la elaboración del ráster.
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Tabla 9. Parámetros y valores K obtenidos a partir de la tabla 10
SITIO (12-%OM) (%MS+%VFS)1 (100-%CL)2 M3 Índice de estructura* Índice de Permeabilidad* K
Sitio 1 8.69 80.72 80.72 6515.72 2 5 0.46
sitio 2 10.90 77.44 77.44 5996.95 4 5 0.58
Sitio 3 7.17 71.08 71.08 5052.37 4 5 0.37
Sitio 4 8.41 77.44 77.44 5996.95 3 5 0.44
Sitio 5 6.76 73.44 73.44 5393.43 4 2 0.29
Sitio 6 7.72 81.44 81.44 6632.47 4 4 0.46
Sitio 7 7.86 81.44 81.44 6632.47 3 2 0.38
Sitio 8 5.65 74.00 74.00 5476.00 4 4 0.31
Sitio 9 9.10 75.68 75.68 5727.46 3 4 0.43
Sitio 10 6.89 75.68 75.68 5727.46 3 4 0.34
Sitio 11 7.45 71.68 71.68 5138.02 4 1 0.28
Sitio 12 10.21 74.04 74.04 5481.92 3 5 0.47
Sitio 13 8.14 73.68 73.68 5428.74 3 4 0.37
Sitio 14 8.41 75.68 75.68 5727.46 4 2 0.38
Sitio 15 6.76 72.04 72.04 5189.76 4 4 0.33
Sitio 16 6.48 78.40 78.40 6146.56 3 1 0.27
1 %MS representa el porcentaje de partículas de limo y %VFS las de arena. 2 %CL se refiera a las partículas de arcilla. 3 M=(%MS + %VFS)*(100 - %CL)
* Son valores que corresponden al rango de valores calculados de estructura y permeabilidad.
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Anexo 5 “Propuesta de especies forestales para la reforestación de la cuenca alta
del río Tamulasco, Chalatenango”.
![usabilidad [Modo de compatibilidad]eprints.rclis.org/11009/2/usabilidad_presentacion.pdf · XII Jornadas Nacionales de Información y Documentac pruebas de usuarios. ión en Ciencias](https://static.fdocuments.es/doc/165x107/5f04f56b7e708231d4108e21/usabilidad-modo-de-compatibilidad-xii-jornadas-nacionales-de-informacin-y-documentac.jpg)
